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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、具有強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分離膜的高粘附修飾和對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)鋸娦揎椃�(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。

  針對這一難題，蘇州大學靳健教授團隊提出構(gòu)建一種強粘結(jié)性成分原兒茶酸（PCA）和強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