仿生叶蜡层自修复超疏水MOF海绵的双重应用：高效油吸附与阳离子染料去除

为解决海洋溢油和印染废水污染问题，Yukai Huang团队开发了具有自修复功能的仿生超疏水MOF海绵（HDTMS@UiO-66-NH2@PDA@MS）。通过聚多巴胺（PDA）修饰和三甲氧基硅烷（HDTMS）疏水化处理，该材料实现156.2°接触角、164.7 g/g吸油量及95%染料去除率，其叶蜡仿生自修复机制可在250℃快速恢复性能，为环境修复提供新策略。

　　

随着工业发展，海洋溢油和印染废水污染已成为全球性环境挑战。传统吸附材料存在容量低、选择性差、不可重复使用等缺陷，而超疏水材料虽能有效分离油水，却易受氧化损伤失去功能。受植物叶蜡层自修复特性启发，Changzhou University的Yukai Huang团队在《Reactive and Functional Polymers》发表研究，开发出兼具高吸附容量和自修复能力的多功能海绵材料。

研究采用多巴胺（DA）氧化自聚在三聚氰胺海绵（MS）表面构建聚多巴胺（PDA）层，随后负载氨基功能化金属有机框架（UiO-66-NH₂），最后通过十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS）水解缩合形成低表面能疏水层。关键技术包括DA原位聚合、MOF原位生长和硅烷化修饰。

研究结果显示：1）材料特性：HDTMS@UiO-66-NH₂@PDA@MS展现156.2°超疏水接触角，X射线光电子能谱（XPS）证实硅烷成功修饰；2）性能测试：对柴油、机油等吸附量达73.2-164.7 g/g，对亚甲基蓝等阳离子染料去除率超95%；3）自修复机制：模拟氧化损伤后，250℃加热10分钟即可恢复疏水性，仿生叶蜡层中HDTMS的迁移是修复关键；4）环境稳定性：经酸碱浸泡、紫外线照射和机械磨损后仍保持优异性能。

该研究创新性地将MOF的高比表面积与仿生自修复功能结合，解决了传统材料环境适应性差的问题。其双重应用特性显著提升污染治理效率，为海洋生态保护和工业废水处理提供新思路。特别值得注意的是，材料制备过程全部采用无毒试剂，符合绿色化学原则，具有规模化应用潜力。