Infused-liquid-switchable porous nanofibrous membranes for multiphase liquid separation.
Infused-liquid-switchable porous nanofibrous membranes for multiphase liquid separation.
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用于多相液体分离的注入液体可切换多孔纳米纤维膜
DOI：
10.1038/s41467-017-00474-y
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发表时间：
2017-09-18
影响因子：
16.6
通讯作者：
Yu J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang Y;Di J;Wang L;Li X;Wang N;Wang B;Tian Y;Jiang L;Yu J
具有选择性润湿性的材料在环境保护和化工等领域被广泛用于液体的有效分离。目前的液体分离策略主要是基于共价修饰来控制膜的表面能，或者基于门控机制来精确调节传输物质的门限阈值。在这里，我们展示了一种简单而通用的基于极性的协议来调节超两亲性多孔纳米纤维膜的润湿行为，通过向膜中注入表面能液体的高极性组分，形成相对稳定的液-液-液界面，以排斥表面能液体的不相容的低极性组分。即使是表面能差小到2 mJ m−2的不相容液体，或由乳化剂稳定的乳状液，也可以有效分离。此外，注入的液体可以被另一种具有较高表面能极性分量的不混溶液体所取代，从而实现多相液体的连续分离。分离表面能差很小的不相容液体仍然是一个挑战。在这里，作者开发了一种基于极性的策略来分离不相容液体的多相混合物，即使是那些表面能差小到2 mJ m-2的液体也是如此。
Materials with selective wettabilities are widely used for effective liquid separation in environmental protection and the chemical industry. Current liquid separation strategies are primarily based on covalent modification to control the membranes’ surface energy, or are based on gating mechanisms to accurately tune the gating threshold of the transport substance. Herein, we demonstrate a simple and universal polarity-based protocol to regulate the wetting behavior of superamphiphilic porous nanofibrous membranes by infusing a high polar component of surface energy liquid into the membranes, forming a relatively stable liquid-infusion-interface to repel the immiscible low polar component of surface energy liquid. Even immiscible liquids with a surface energy difference as small as 2 mJ m−2, or emulsions stabilized by emulsifiers can be effectively separated. Furthermore, the infused liquid can be substituted by another immiscible liquid with a higher polar component of surface energy, affording successive separation of multiphase liquids. Separating immiscible liquids with small surface energy differences remains a challenge. Here, the authors develop a polarity-based strategy for the separation of multiphase mixtures of immiscible liquids, even those with surface energy differences as small as 2 mJ m-2.
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