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圖1 Janus結構纖維素氣凝膠的制備及應用

圖4 JCA對二氯甲烷-水混合物的動態分離過程。

圖5 水/油乳化分離設備示意圖(A)；大豆油包水乳液(W-in-Ss)照片及光學顯微圖像(B)；W-in-Ss乳液過濾前后的液滴粒徑分布(C)；表面活性劑穩定的油包水乳狀液(D)和無表面活性劑的油包水乳狀液(E)的滲透通量和油相回收率。

圖6. 三維Janus纖維素氣凝膠制備流程

圖7. 三維Janus纖維素氣凝膠的非對稱潤濕性

  三維Janus纖維素氣凝膠的高孔隙率和選擇性浸潤性賦予了其出色的油吸附性能，可以輕松地吸附除去水中的油，吸附過程如圖8所示。可以很明顯地看出，分別吸附重油和輕油之后，水中被染成紫色的油被完全吸附并存儲到了氣凝膠中，達到了除去水中油相的目的。同時，三維Janus纖維素氣凝膠還可用于分離油水混合物和油包水乳液，且分離過程僅在室溫下通過重力驅動，無需外加任何壓力。如圖9所示，在分離過程中，油相可以順利被氣凝膠過濾，而水相被攔截在氣凝膠表面無法通過。經過過濾分離之后，原本呈乳白色油包水乳液變成清澈透明狀，說明乳液中的油和水被成功分離。此分離過程可被循環10次以上。 

圖9. 三維Janus纖維素氣凝膠對不混溶油水混合物與油包水乳液的分離過程

  三維Janus纖維素氣凝膠在油水分離方面具有廣闊的應用前景。該工作對于新型三維Janus材料的構建和理解非對稱浸潤性三維Janus材料的分離機理具有重要的參考意義。

  全文鏈接：

  https://doi.org/10.1039/D2GC02275C 

  https://doi.org/10.1016/j.jece.2023.110776