| 林川盛,余聪,黄学英,王瑾,傅群英,陈天影,唐艳军.聚丙烯腈/纤维素纳米纤维复合膜的制备及其油水分离性能研究[J].中国造纸学报,2026,41(1):48-56 |
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| 聚丙烯腈/纤维素纳米纤维复合膜的制备及其油水分离性能研究 |
| Study on Fabrication of PAN/CNF Composite Films and Its Oil-water Separation Properties |
| 投稿时间：2025-06-13 修订日期：2025-08-05 |
| DOI：10.11981/j.issn.1000-6842.2026.01.48 |
| 中文关键词: 纤维素纳米纤维 聚丙烯腈 静电纺丝 油水分离 |
| Key Words:cellulose nanofiber polyacrylonitrile electrospinning oil-water separation |
| 基金项目:国家自然科学基金（22208309）；浙江省领雁计划项目（2025C02204）；衢州市科技计划项目（2023Z002）；浙江理工大学青年创新专项（24202098-Y）。 |
| 作者 | 单位 | 邮编 | | 林川盛* | 1浙江理工大学生物基纤维材料全国重点实验室,浙江杭州,310018 | 310018 | | 余聪 | 1浙江理工大学生物基纤维材料全国重点实验室,浙江杭州,310018 | 310018 | | 黄学英 | 2仙鹤股份有限公司,浙江衢州,324022 | 324022 | | 王瑾 | 3浙江夏王纸业有限公司,浙江衢州,324000 | 324000 | | 傅群英 | 3浙江夏王纸业有限公司,浙江衢州,324000 | 324000 | | 陈天影* | 1浙江理工大学生物基纤维材料全国重点实验室,浙江杭州,310018 | 310018 | | 唐艳军 | 1浙江理工大学生物基纤维材料全国重点实验室,浙江杭州,310018 | 310018 |
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| 中文摘要: |
| 本研究采用高压均质和静电纺丝技术，分别制得纤维素纳米纤维（CNF）和聚丙烯腈（PAN）纳米纤维膜，利用真空负载法构筑PAN/CNF复合膜，并探究CNF负载量对其理化性质的影响，以及PAN/CNF复合膜的油水分离性能。结果表明，CNF在PAN纳米纤维膜表面成功负载，PAN/CNF复合膜呈明显的双层结构。未负载CNF的PAN纳米纤维膜（PAN/CNF-0）平均孔径为0.234 μm，当CNF实际负载量为1.16 g/m2时，制得PAN/CNF-2的平均孔径降至0.182 μm，且CNF层存在纳米级孔结构。随着CNF负载量的增加，PAN/CNF复合膜的透气度、水接触角与水浸润时间均持续降低。此外，PAN/CNF-2的水下油接触角为155°，水通量可达3 569 L/(h·m2)，相较于PAN/CNF-0（143°和4 412 L/(h·m2)），其亲水疏油性能明显提升。 |
| Abstract: |
| In this study， cellulose nanofiber （CNF） and polyacrylonitrile （PAN） nanofiber film were prepared， respectively， via high-pressure homogenization and electrospinning techniques. The PAN/CNF composite films were constructed using the vacuum loading method， and the effects of CNF loading capacity on the physicochemical properties and oil-water separation performance of PAN/CNF composite films were investigated. The results indicated that CNF successfully loaded to the surface of PAN nanofiber film， with PAN/CNF composite films exhibiting a double-layer structure. The average pore size of the PAN nanofiber film without CNF loading （PAN/CNF-0） was 0.234 µm. When the actual CNF loading capacity reached 1.16 g/m²， the average pore size of the prepared PAN/CNF-2 decreased to 0.182 µm， and the CNF layer exhibited a nanoscale porous structure. As the CNF loading increased， the air permeability， water contact angle， and water wetting time of PAN/CNF composite films all decreased continuously. Furthermore， PAN/CNF-2 exhibited an underwater oil contact angle of 155° and a water flux of 3 569 L/(h·m²)， demonstrating significantly enhanced hydrophilic and oleophobic properties compared to PAN/CNF-0 （143° and 4 412 L/(h·m²)）. |
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