近日，姜忠义教授课题组在期刊《Chemical Engineering Science》（IF = 4.1）发表题为“Electrostatic interaction enhanced surface segregation towards heterogeneous antifouling membrane for oil/water separation”的研究论文。教育部讲座教授姜忠义教授、海南大学刘亚楠教授为论文共同通讯作者。

表面偏析作为一种膜原位改性方法，可以同时修饰膜的外表面和内部孔表面，在构建高性能膜方面表现出显著优势。表面偏析法构建异质膜表面的关键在于控制表面偏析过程，以避免过度偏析（表面偏析剂释放到凝固浴中）或偏析不足（表面偏析剂被困在膜体中），这对表面偏析法的广泛应用提出了重大挑战。通常，表面偏析过程可以通过调节热力学和动力学因素来控制。作为主要的热力学因素，表面偏析剂的结构决定了表面偏析过程的发生。此外，一些动力学因素，包括温度、浓度和驱动力，调节表面偏析的速度以决定表面偏析剂的覆盖率，这对构建异质抗污染膜起着至关重要的作用。

海南大学姜忠义教授团队利用静电相互作用增强的表面偏析法，以带负电荷的全氟磺酸（PFSA）作为铸膜液中的表面偏析剂，带正电荷的聚乙烯亚胺（PEI）作为凝固浴中的交联剂，构建了一种异质抗污染膜表面。PSFA与PEI之间的静电相互作用增强了表面偏析的驱动力，强化了PFSA的表面偏析以及PFSA和PEI的稳定性，从而分别构建了低表面能微区和亲水性微区。所得膜在水下表现出超疏油性和超低油粘附性。同时，PFSA的加入促进了相转化，提高了膜的渗透性。因此，我们的膜在分离各种表面活性剂稳定的水包油乳液时，表现出367 L m^-2h^-1的水通量，水通量恢复率超过95%。此外，经过三次循环过滤实验后，水通量恢复率仍保持在90% 以上。海南大学姜忠义教授团队的研究可能为通过使用市售化学品控制表面偏析过程、构建异质抗污染膜提供一种简便的方法。

本研究得到了国家重点研发计划（2022YFB3805202）、国家自然科学基金（22208074）、海南省自然科学基金（524YXQN417、222QN225）资助。

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.ces.2025.121283

撰稿：刘亚楠

编辑：李诗琪

审核：潘福生