家庭生活和工业生产中油水混合物的大量排放引发了巨大的经济损失和资源浪费,严重危害生态平衡和环境安全。传统的油水分离策略由于在分离过程中具有分离效率低,运行成本高及容易造成二次污染的缺点,正在逐渐被新兴的膜分离技术所取代。正是由于缺乏高渗透性、高耐污染性的油水分离膜材料,阻碍膜分离技术在世界范围内的应用。现阶段,对于膜表面润湿性的研究多是集中在表面涂层及表面接枝改性,这种在基膜表面的改性策略不但程序繁琐,并且在分离过程的主要阶段会损害膜系统的分离能力。因此,开发一种环保、经济、高效的油水分离膜以有效处理表面活性剂稳定的乳液是一个亟需解决的全球性问题。针对水包油型乳液,研究团队用静电纺丝技术构筑非对称超亲水多层次聚丙烯腈纳米纤维膜实现水包油乳液超快分离。通过在聚丙烯腈纤维中引入新型亲水交联网络,增强膜表面亲水性及与水分子结合形成水合层的能力。同时交联网络的引入能够实现纳米纤维膜孔径的精细调节,并通过不对称结构纳米纤维的设计以减少油水分离过程中的传质阻力,提高产水率。研究表明,引入亲水交联网络的非对称纳米纤维膜有效孔径约为2μm,孔隙率高达91%,水滴可在0.3s内迅速通过,水下油接触角高达155±1°,并展示出优异的耐油滴粘附性。该种纳米纤维膜对水包正辛烷乳液（粒径在78 nm-2300 nm范围内）和水包甲苯乳液（粒径在78 nm-342 nm之间）的渗透性分别达到22206 L m-2h-1bar-1和29840 L m-2h-1bar-1,分离效率均超过99.2%。在循环油水分离性能测试中,该纳米纤维膜对水包正辛烷乳液的通量下降率约为77.1%,通量恢复率高达98.8±1%,不可逆结垢率不足1.6±1%,在含油废水处理中展现出可观的应用前景。针对油包水型乳液,本课题利用同轴静电纺丝技术,设计了含硅微球修饰的超疏水多级结构聚偏氟乙烯纳米纤维膜。研究表明,在电场作用下聚二甲基硅氧烷分子交联并聚集成微球,聚偏氟乙烯分子相变成纳米纤维膜。微球结构与纳米纤维结构相互交织,赋予膜表面以超疏水特性。该纳米纤维膜孔隙率约为86.2%,疏水角高达154.9±0.5°。由于具有独特不对称纤维结构与表面特性,该种超疏水聚偏氟乙烯纳米纤维膜对正辛烷包水乳液渗透性达到了21816 L m-2 h-1 bar-1,对正辛烷中水的去除率高达99.65%。在耐污染性能测试中,该膜对正辛烷包水乳液的通量下降率约为97.2%,通量恢复率高达85.3%,不可逆污染污垢率小于14.1%,在油品精制过程中具有可待开发的潜力。