制备用于油/水分离的水凝胶涂料、一种溶剂调节的氢键交联策略

具有超润湿表面（即超亲水/水下超疏油）的水凝胶改性多孔基质是油/水分离的理想选择。然而，溶胀过程中机械强度和分离效率的下降以及复杂的合成程序限制了其工业应用。最近，电子科大科研团队提出了一种使用乙醇动态调节聚乙烯醇（PVA）和单宁酸（TA）之间氢键交联的策略来制备“水凝胶涂料”，该涂料可以通过不同的方法简单地涂在多孔基材表面上。

图1 a) PVA 和 TA 溶解在 H2O 和 H2O/C2H5OH 混合溶剂中的照片。b) 通过不同技术制备水凝胶涂层 SSM 的示意图。

一步操作（浸渍、刷涂、喷涂等），无需额外的交联。下划线机制归因于在乙醇蒸发过程中重新建立分子间氢键介导的 PVA 和 TA 之间的交联。因此，所得水凝胶涂层表现出超高强度（> 10 MPa）、溶胀体积稳定性和优异的油水分离效率（> 99%）。这项研究将为工业场景中用于油/水分离的水凝胶涂层多孔材料的可扩展制造提供新的见解。

示意图1 乙醇蒸发后 PVA 和 TA 氢键重构的示意图。

示意图2 浸涂法制备PVA-TA@SiO2修饰SSM及其油水分离机理

图6 a）图像显示油滴（氯仿）在原始 SSM 和 PVA-TA@SiO2 涂层 SSM 表面上的粘附行为。b) PVA-TA@SiO2 涂层的 SSM 和原始网格的水下自清洁能力。

相关论文以题为A Solvent Regulated Hydrogen Bond Crosslinking Strategy to Prepare Robust Hydrogel Paint for Oil/Water Separation发表在《Advanced Functional Materials》上。通讯作者是电子科技大学贾坤副教授、和刘孝波教授。

参考文献：

doi.org/10.1002/adfm.202104701