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  膜分離技術(shù)因高效率、低能耗等優(yōu)勢在含油廢水處理中具有重要應(yīng)用，但傳統(tǒng)分離膜易受油污染，造成膜孔堵塞和分離性能持續(xù)衰減。富含親水基團(tuán)、具有強(qiáng)水合性的水凝膠涂層可賦予分離膜出色的抗油污染性能。然而，常規(guī)水凝膠包括粘性水凝膠涂層對(duì)分離膜的高粘附修飾和對(duì)油的低粘附抗污染之間存在此消彼長的矛盾問題，在油水分離過程中易剝離（圖1a所示）。構(gòu)建兼?zhèn)鋸?qiáng)修飾穩(wěn)定性和抗油污染性的水凝膠涂層是高性能油水分離膜研究中的一個(gè)挑戰(zhàn)。

圖1. 圖示說明（a）常規(guī)非梯度水凝膠和（b）梯度水凝膠修飾的分離膜在油水分離過程中的穩(wěn)定性差異。

  針對(duì)這一難題，蘇州大學(xué)靳健教授團(tuán)隊(duì)提出構(gòu)建一種強(qiáng)粘結(jié)性成分原兒茶酸（PCA）和強(qiáng)水合性成分海藻酸鈣（CaAlg）從內(nèi)向外呈梯度分布的水凝膠涂層（圖1b所示）。PCA-CaAlg梯度水凝膠涂層巧妙地集成了優(yōu)異的膜修飾穩(wěn)定性、抗油污染性、超薄厚度和耐用性。最內(nèi)層PCA使水凝膠涂層牢固地粘附修飾于多種分離膜表面；最外層CaAlg形成水合保護(hù)層賦予被修飾分離膜出色的抗油污染性能；PCA和CaAlg的梯度分布消除了兩者之間的界面隱患，使水凝膠涂層在具有40 nm厚度的同時(shí)具有良好的耐用性。該工作以“Gradient Adhesive Hydrogel Decorated Superhydrophilic Membranes for Ultra-Stable Oil/Water Separation”為題發(fā)表于Advanced Functional Materials（Adv. Funct. Mater. 2022, 2205990）。

圖2. 梯度水凝膠修飾的PVDF膜（GAH-d-PVDF）和非梯度水凝膠修飾的PVDF膜（NGAH-d-PVDF）在破壞測試后的形貌、水下超疏油性和抗油污染性能差異。

圖3. 梯度水凝膠修飾的不銹鋼膜（GAH-d-SSM）和非梯度水凝膠修飾的不銹鋼膜（NGAH-d-SSM）在原油/水混合物連續(xù)循環(huán)分離中的性能差異。

  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202205990