膜分离技术因高效率、低能耗等优势在含油废水处理中具有重要应用，但传统分离膜易受油污染，造成膜孔堵塞和分离性能持续衰减。富含亲水基团、具有强水合性的水凝胶涂层可赋予分离膜出色的抗油污染性能。然而，常规水凝胶包括粘性水凝胶涂层对分离膜的高粘附修饰和对油的低粘附抗污染之间存在此消彼长的矛盾问题，在油水分离过程中易剥离（图1a所示）。构建兼备强修饰稳定性和抗油污染性的水凝胶涂层是高性能油水分离膜研究中的一个挑战。

图1. 图示说明（a）常规非梯度水凝胶和（b）梯度水凝胶修饰的分离膜在油水分离过程中的稳定性差异。

  针对这一难题，苏州大学靳健教授团队提出构建一种强粘结性成分原儿茶酸（PCA）和强水合性成分海藻酸钙（CaAlg）从内向外呈梯度分布的水凝胶涂层（图1b所示）。PCA-CaAlg梯度水凝胶涂层巧妙地集成了优异的膜修饰稳定性、抗油污染性、超薄厚度和耐用性。最内层PCA使水凝胶涂层牢固地粘附修饰于多种分离膜表面；最外层CaAlg形成水合保护层赋予被修饰分离膜出色的抗油污染性能；PCA和CaAlg的梯度分布消除了两者之间的界面隐患，使水凝胶涂层在具有40 nm厚度的同时具有良好的耐用性。该工作以“Gradient Adhesive Hydrogel Decorated Superhydrophilic Membranes for Ultra-Stable Oil/Water Separation”为题发表于Advanced Functional Materials（Adv. Funct. Mater. 2022, 2205990）。

图2. 梯度水凝胶修饰的PVDF膜（GAH-d-PVDF）和非梯度水凝胶修饰的PVDF膜（NGAH-d-PVDF）在破坏测试后的形貌、水下超疏油性和抗油污染性能差异。

图3. 梯度水凝胶修饰的不锈钢膜（GAH-d-SSM）和非梯度水凝胶修饰的不锈钢膜（NGAH-d-SSM）在原油/水混合物连续循环分离中的性能差异。

  原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202205990