芬顿催化水凝胶涂层技术：一种高效环保通用的膜表面改性方法

《Nature Communications》：Universal platform for rapid green surface functionalization of diverse porous membranes for sustainable water treatment

　　

摘要

表面工程对于根据复杂的水处理工艺定制膜至关重要，但传统方法通常需要多个步骤、使用有毒试剂、对膜进行结构改性或依赖专用设备。本文介绍了一种快速、环保且通用的表面改性方法，即利用芬顿催化的水凝胶涂层技术。在几分钟内，一种超薄的交联聚乙烯吡咯烷酮（PVP）网络能够在具有不同化学性质、孔径和表面特性的多孔膜上形成，而不会改变膜的原始孔结构或孔隙率。这种坚固的涂层具有耐酸、耐碱、耐热、抗超声波作用以及抗反复折叠的能力。它能够提高膜的亲水性、水下超疏水性，并增强对水包油乳液、腐殖酸和牛血清白蛋白的防污染性能。此外，PVP网络还能够实现碳纳米管、石墨碳氮化物、MXene纳米片和二氧化钛纳米颗粒在膜上的均匀稳定沉积。由此制备的复合膜表现出优异的长期脱盐性能。这一简单、可扩展且环保的技术平台为开发用于可持续水处理和资源回收的高性能功能膜提供了多样化的途径。