基于原位聚合构建超疏水三聚氰胺海绵（MS@FP）及其在油水分离中的应用研究

本综述系统阐述了通过三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPTMA）、丙烯酸（AA）和全氟辛基丙烯酸酯（PFA）的原位聚合反应，在商业三聚氰胺海绵（MS）表面构建氟聚合物（FP）涂层的创新策略。该方法显著降低了材料表面能（水接触角达151°），并赋予其优异的化学稳定性、吸附性能及油水分离效率（>95%），为复杂工业废水处理提供了高性能解决方案。

　　

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Materials

三聚氰胺海绵（Melamine Sponge, MS）为市售商品。丙烯酸（Acrylic Acid, AA，纯度99.7%）、全氟辛基丙烯酸酯（Perfluorooctyl Acrylate, PFA）、偶氮二异丁腈（Azobisisobutyronitrile, AIBN）和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（Trimethylolpropane Trimethacrylate, TMPTMA）均购自上海麦克林生化科技有限公司。溶剂石脑油由山东金和化工有限公司提供。甲醇、乙醇、二甲亚砜（DMSO）、正己烷、二氯甲烷、氯仿和石油醚采购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

Preparation of MS@FP

作为代表性制备流程，首先将MS浸渍于含AA、TMPTMA和PFA的单体混合溶液中，通过AIBN引发原位聚合反应，在MS骨架表面形成共价键结合的氟聚合物（FP）涂层。

Preparation and characterization of MS@Fluoropolymer

在MS@FP的制备过程中，三聚氰胺海绵表面富含氨基（如Scheme 1所示）。这些氨基可与丙烯酸分子中的羧基发生酰胺化反应，从而将丙烯酸锚定在MS表面。此外，丙烯酸分子中的双键可参与与TMPTMA和PFA的单体共聚反应，形成交联网络结构的氟聚合物层。通过调控TMPTMA与PFA的比例，可精确控制FP涂层的厚度与化学组成。

Conclusion

综上所述，我们通过三聚氰胺海绵表面的TMPTMA、AA和PFA原位聚合反应，成功制备了具有优异机械稳定性的超疏水MS@FP海绵。通过简单调节TMPTMA与PFA的比例，可有效控制MS表面氟聚合物膜中的氟含量。全氟辛基丙烯酸酯的低表面能特性与MS骨架表面形成的纳米级突起结构共同赋予了材料超疏水性能（水接触角达151°）、出色的有机溶剂吸附能力、耐酸碱腐蚀性以及高效的油水分离性能（循环多次后分离效率仍保持在95%以上）。该材料在复杂工业废水处理领域具有广阔的应用前景。