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  膜分離技術因高效率、低能耗等優勢在含油廢水處理中具有重要應用，但傳統分離膜易受油污染，造成膜孔堵塞和分離性能持續衰減。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）。構建兼備強修飾穩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。

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

  針對這一難題，蘇州大學靳健教授團隊提出構建一種強粘結性成分原兒茶酸（PCA）和強水合性成分海藻酸鈣（CaAlg）從內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異的膜修飾穩定性、抗油污染性、超薄厚度和耐用性。最內層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/水混合物連續循環分離中的性能差異。

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