水下粘附机械增强多孔偕胺肟水凝胶用于海水中铀的高效选择性提取

（编辑推荐）本研究创新性地通过气-水液滴反应器构建兼具水下粘附和机械增强的多孔偕胺肟（PAO）水凝胶，其温度敏感型聚（N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸）微凝胶在室温保持亲水性，通过链缠结策略同步提升铀吸附活性位点与力学性能。该吸附剂在50分钟内实现97.8%吸附率（475.3 mg?g?1），5次循环后仍保持85%容量，对铀离子展现卓越选择性，为海水提铀提供新型材料设计范式。

　　

亮点

本研究首次通过气-水液滴反应器设计出兼具高机械强度和水下粘附特性的新型偕胺肟功能化多孔水凝胶吸附剂（PAOmgel）。通过调控多孔结构机制探究了其对铀的吸附性能：采用双键功能化微凝胶纳米颗粒作为Pickering乳化剂稳定空气/水界面，制备出具有分级孔道的水凝胶网络。温度敏感型P(NIPAM-co-AAc)-HEMA微凝胶在室温下保持亲水性，避免了传统疏水粘附材料对吸附性能的负面影响。

材料表征

PAOmgel的制备始于通过热引发自由基沉淀聚合法合成P(NIPAM-co-AAc)微凝胶前体，再经HEMA接枝获得P(NIPAM-co-AAc)-HEMA。如图1a-b的¹H NMR分析所示，P(NIPAM-co-AAc)-HEMA在6.09 ppm和5.64 ppm处出现新峰，对应HEMA中甲基烯烃质子特征峰，证实成功功能化。

结论

该吸附剂通过微凝胶聚合链与PAO链的缠结作用增强机械性能（拉伸应力达371.3 kPa），多孔结构使铀离子扩散路径缩短，30分钟内即可完成吸附。引入多巴胺（DA）的聚合-冻干共轭工艺赋予其水下粘附能力，而PAO的协同作用使铀吸附容量显著高于竞争离子。这项工作为兼具优异力学性能的多孔水凝胶合成提供了新策略，同时开创了水凝胶亲水性水下粘附的新理念。