在这项工作中,他们设计了分层水凝胶(球形夹层水凝胶,SSH),通过逐步原则整合了热响应、抗污染、抗菌和优异的净化性能,以应对各种污染源。鉴于单一结构水凝胶在废水净化中的效果有限,从生鸡蛋的分层结构中获得灵感,以增强球形夹层水凝胶(SSH)的性能。
图1. SSH水凝胶净水示意图
图2. 光触发释水性能。(a)具有不同层的水凝胶的UV-vis-NIR吸收光谱。(b)不同层数水凝胶的表面温度随着暴露时间的增加而增加。(c)具有不同层的溶胀的SSH的DSC热分析图。(d,f)吸水后在43℃加热前后SSH水凝胶的水渗出行为的图像。(e)完全吸水(左)和释放水后(右)的SSH水凝胶的形状。(g,i)通过红外照相机测量SSH水凝胶的表面温度。(h)36℃下SSH水凝胶上的水接触角(WCA), (j)不同温度下SSH水凝胶的水释放行为和(k)水收集速率。(l)在25℃下完全吸水的SSH水凝胶的水释放动力学。
图3. SSH 废水修复评估。(a) SSH 水凝胶处理前后微塑性溶液的光学显微镜图像。(b) SSH 水凝胶处理前后混合废水溶液(油菜籽-微塑性溶液)的光学显微镜和接触角 (CA) 图像(中间)。(c) SSH 水凝胶对R6G 的吸附行为。(d) SSH 处理 R6G 溶液的拟一级和 (e) 拟二级动力学模型。(f) SSH 水凝胶处理前后不同离子废水浓度变化。(g) SSH 水凝胶处理一次和两次前后不同种类重离子溶液浓度变化。(h) SSH 水凝胶处理前后不同水源废水(湖 1:兴隆湖、湖 2:东湖和锦江)的电导率。(i) SSH 水凝胶的净化机理。
该研究成果以题为“Solar-driven spherical sandwiched hydrogel with reversible phase transition-induced egg-structure for highly efficient and stable water harvesting and purifying”在《Chemical Engineering Journal》上发表,第一作者为四川大学轻工科学与工程学院博士生梅江洋,金勇教授为本论文的通讯作者。该项研究也得到了国家自然科学基金及四川省科技支撑计划等项目的资助。
原文链接:
https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.155505
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