近年来,海上石油开发及运输过程中频发的原油泄漏事故以及化工厂,纺织厂和食品公司发展所造成的油类污染已经成为全球面临最迫切的环境问题之一。因此,以油水为代表的不混溶液体的分离受到研究者们的广泛关注。与传统分离材料相比,由于纳米纤维膜具有较高分离通量、良好可重复利用性等优点,使其得到了越来越多的关注。静电纺丝技术是制备纳米纤维膜最有效的方法之一,制备获得的纳米纤维膜具有较大比表面积、较高孔隙率和良好连通性等优点,在油水分离领域具有广泛潜在的应用。本文通过静电纺丝技术制备醋酸纤维素(CA)纳米纤维膜,并通过物理化学方法对其进行改性,研究制备工艺、改性方法对纳米纤维膜的形态、结构、组成、孔隙率、亲水性能、力学性能以及油水分离性能的影响。主要工作包括:1.采用静电纺丝技术制备CA纳米纤维膜,研究纺丝液浓度、纺丝电压、接收距离、推进速度对CA纳米纤维膜的形貌、孔隙率和含水率的影响。结果表明:当CA纺丝液浓度、纺丝电压、接收距离、推进速度、环境温度和湿度分别为17%、18 k V、15 cm、1 m L/h、25°C和40%时可以制备出表面光滑且直径均匀分布的CA纳米纤维膜;不同形貌的CA纳米纤维膜的孔隙率和含水率有一定的差别,其中含串珠结构的CA纳米纤维膜的孔隙率和含水率最小,表明其疏水性最高;纳米纤维光滑、直径分布均匀的CA纳米纤维膜亲水性较好,因此可以通过简单地调节纳米纤维的形貌而调控CA纳米纤维膜的孔隙率和含水率。2.采用静电纺丝技术制备CA纳米纤维膜,随后通过脱乙酰改性方法获得脱乙酰化CA(d-CA)纳米纤维膜。研究脱乙酰时间对d-CA纳米纤维膜的润湿性能、自清洁性能、油水分离性能、抗腐蚀性能的影响。结果表明:d-CA纳米纤维膜在空气中和液态(水或油)下的润湿性能随脱乙酰化时间的改变而改变,因此,可以通过简单地调节脱乙酰化时间而调控CA纳米纤维膜的润湿性能,达到油水分离的不同目的要求。其中,制备获得的d-CA/3 h纳米纤维膜具有空气中超双亲性能(超亲水性能和亲油性能),水下超疏油性和油下超亲水性的特点。仅在重力作用下,d-CA/3 h纳米纤维膜即可作为除水分离膜又可作为除油分离膜。d-CA/3 h纳米纤维膜即使在苛刻的环境(例如强酸,强碱或盐水)下,也可以仅在重力驱动下分离纯油/水混合物和乳化的油/水系统。d-CA/3 h纳米纤维膜还具有分离通量高,分离效率高,制备工艺简单,化学稳定性好等优点。另外,由于d-CA/3 h纳米纤维膜具有油下超亲水性能,使其表现出很强的抗污染性和优异的自洁性能,避免二次污染,具有良好的可重复利用性。3.为了进一步增强d-CA纳米纤维膜的力学性能,利用CA和热塑性聚氨酯(TPU)作为原料,通过静电纺丝技术制备CA/TPU复合纳米纤维膜,随后经过脱乙酰化处理制备d-CA/TPU复合纳米纤维膜。通过SEM、FTIR、XPS、亲水角测试、万能拉伸试验、油水分离实验等研究CA/TPU质量比对d-CA/TPU复合纳米纤维形态、结构组成、表面润湿性能、力学性能、油水分离性能以及抗腐蚀性能的影响。结果表明:与d-CA/3 h纳米纤维膜相比,d-CA/TPU/3 h复合纳米纤维膜显示出良好的力学性能和优异的耐用性能,其可在应变为30%的动态环境下循环拉伸10次仍保持95%以上的回弹率。同样,d-CA/TPU/3 h纳米纤维膜仅在重力作用下,可有效分离一系列的油/水混合物,最高的除水通量和除油通量分别达到37,000 L/m~2·h和74,000 L/m~2·h,分离效率在99%以上。另外,由于d-CA/TPU/3 h复合纳米纤维膜具有优异的抗污染性能和自清洁性能,使其不存在二次污染问题,具有良好的重复循环使用性能。