蚕茧-单宁酸-氯化锂协同功能化构建重力驱动型乳液分离膜及其海洋含油废水处理应用

《Journal of Industrial and Engineering Chemistry》：Gravity-separable emulsion membrane enabled by synergistic functionalization of silk cocoon, tannic acid, and LiCl

本文创新性地利用废弃蚕茧通过丝素蛋白（SF）与单宁酸（TA）在氯化锂（LiCl）存在下的原位水凝胶化反应，构建了具有超亲水/水下超疏油特性的CSTL分离膜。该膜在重力驱动下对水包油乳液展现841±5 L·m?2·h?1高通量和99.7%分离效率，历经20次循环仍保持优异性能，为船舶机舱含油废水处理提供了绿色高效的解决方案。

　　

材料特性揭秘

原料大揭秘

蚕茧来自河南郑州山脚下的桑蚕养殖场。氯化锂（LiCl）、无水乙醇、四氯乙烯（C₂Cl₄）、碳酸钠（Na₂CO₃）和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）购自国药集团。单宁酸（TA）、溴化锂和苏丹III来自天津中泰生化科技。

微观形态变变变

通过扫描电镜（SEM）观察原始蚕茧（ORC）、CST和CSTL膜的表面形态，看看丝素蛋白水凝胶涂层和LiCl修饰带来了什么神奇变化！图2a1和a3显示原始ORC膜具有三维多孔网络结构，蚕丝纤维随机缠绕、松散且边缘粗糙。这种形态表明其具有一定亲水性，这对有效分离至关重要。

结论时刻

总之，我们成功采用一种简单、环保且成本低廉的浸渍-凝胶化策略，制备了具有水下超疏油特性的CSTL膜。通过让丝素蛋白（SF）与含有LiCl的单宁酸（TA）溶液反应，在膜表面形成了水凝胶涂层，使其具备超亲水性、高水下疏油性以及优异的抗油污性能。在界面张力机制（由Young-Laplace方程描述）驱动下，该膜实现了高效分离。