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本文报道了一种通过构建聚乳酸（PLA）与聚乙烯氧化物（PEO）交联网络的新型纳米纤维膜（CPM），实现了对水体中纳米塑料（NPs）的高效分离。该膜依托多重界面相互作用（C–H⋯π/O–H⋯π及疏水作用）和优化的孔道结构，突破传统膜材料在渗透性与选择性之间的权衡矛盾，在重力驱动下实现高达3.21×104 L·m−2·h−1·bar−1的超高渗透通量，并对大于150 nm的纳米塑料达到99.99%的截留率，兼具长期稳定性与抗污染能力，为实际水净化应用提供突破性解决方案。
Highlight
本研究开发了一种基于聚乙烯氧化物（PEO）与聚乳酸（PLA）聚合物链构建的交联网络结构超亲水复合纳米纤维膜（CPM），通过协同吸附-分离机制高效去除水体中的纳米塑料。该膜可经由多重界面相互作用（包括C–H⋯π/O–H⋯π作用和疏水作用）捕获聚苯乙烯（PS）纳米塑料，增强动量衰减，实现对直径大于150 nm的纳米颗粒超过99.99%的分离效率。同时，PEO的引入显著改善亲水性（水接触角在2.4秒内从60.4°降至0°），并带来渗透性能的极大提升——在重力驱动下达到3.21×104 L·m−2·h−1·bar−1，比原始膜提高53.50倍。
Chemical structures of the nanofiber membrane
通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）对原始PLA纳米纤维膜（PM）与交联PEO改性纳米纤维膜（CPM）的结构进行表征。PM在1753 cm−1处显示酯基C=O伸缩振动峰，在1085与1181 cm−1处出现C–O伸缩振动峰。CPM中C–N伸缩振动（1211 cm−1）强度明显增强，且-OH宽峰发生红移，证实PEO成功交联并引入大量羟基，显著提升膜亲水性。
Conclusion
总之，本研究通过静电纺丝技术构建交联复合纳米纤维膜（CPMs），以解决微米级过滤介质与纳米级塑料污染物（150 nm）之间的尺寸不匹配问题。该纠缠纳米纤维结构通过协同吸附-分离策略同步优化纤维结构与界面吸附力，实现了前所未有的水渗透性（3.21×104 L·m−2·h−1·bar−1）和卓越的纳米塑料分离能力，展现出优异的长期稳定性、抗污染能力与实际水体处理的广泛适应性，为应对纳米塑料污染提供了新的技术路径。
Environmental implication
塑料废弃物管理不当及其持续降解产生的纳米塑料对水生生态系统和人类健康构成严重威胁。本研究通过构建PEO与PLA聚合物链交联网络结构，开发出一种超亲水复合膜。该膜能通过协同吸附-分离策略高效分离纳米塑料，具备高通量、高截留、抗污染和良好适应性等优势，有望在实际水处理应用中发挥重要作用，为纳米塑料污染治理提供可靠方案。
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