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  水體油污染已成為一項世界性的難題，嚴重影響人類的生態環境和經濟發展。傳統的分離手段仍存在成本高、分離效率低、無法分離油水乳液等問題。當前不斷發展的膜分離技術可有效解決上述問題，然而較小的孔徑及較短的滲透通道導致膜在分離過程中易被油污染，令通量和分離效率明顯下降。如何開發得到一種能實現快速油水分離的新型材料一直是該領域的研究熱點。

  浙江大學高分子科學與工程學系鄭強教授、杜淼副教授研究團隊根據不同的油水混合體系，結合海綿基板、靜電紡絲及水熱處理，設計制備出層次豐富的從幾百μm、幾十μm、幾μm到幾十nm的復合多孔材料，滿足油水高分離效率前提下，獲得了高水通量，實現了對不同體系分離通量和分離效率的最佳平衡。該成果于2017年10月在權威期刊《先進功能材料》上發表（Advanced Functional Materials 2017, 41: 1704293(1-9), DOI: 10.1002/adfm.201704293），博士研究生呂維揚為論文第一作者。

  孔徑和潤濕性的調控是設計三維分離材料的關鍵要素。自下而上合成法和利用商用三維材料并經后期改性是兩種常用的制備手段。然而前者存在成本高、難以規模化以及機械性能差等缺點，后者則由于使用商用材料，主體框架已經固定，導致孔徑難以被大幅度調控。

  針對上述問題，本研究選擇商用密胺海綿（PMF）為基體，將靜電紡的二氧化硅納米纖維擴散進入海綿內部。納米纖維搭接在PMF骨架上，將原先的大孔分隔成若干個小孔，實現對材料孔徑的調控。通過戊二醛將納米纖維和PMF骨架化學交聯，增強多級結構的穩定性。最后利用多巴胺/聚乙烯亞胺共沉積和水熱法在PMF骨架和納米纖維上生長層狀雙金屬性氧化物（LDH）納米卷，賦予最終復合物超親水和水下超疏油性能。

  通過改變納米纖維的攝入量，改性PMF的平均孔徑可從109.50 μm降低至23.35 μm，同時其孔隙率仍穩定在97.8%以上。將一系列改性PMF應用于油水分離，數據顯示60 mL的層狀油水混合物（v:v = 1:1）可在10 s完全分離；不含乳化劑的油水乳液（油滴直徑17.68 μm）的水通量為1.6 *106 L m-2 h-1 bar-1，分離效率為98.24%；含乳化劑的油水乳液（油滴直徑11.02 μm）的水通量為3.5 *105 L m-2 h-1 bar-1，分離效率為99.46%（分離時需三層PMF疊加）。

  研究表明三維改性PMF的油水分離機理主要包括表面尺寸篩分和油滴在內部孔道的合并。

  論文鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201704293/full