神奇的表面化学——油水分离膜的制备及应用

摘要

日常生活中的表面化学应用无处不在，从“荷叶效应”的自然现象，到特种工业制品的防水、防冻，抗污等性能，这看似生活化、简单的现象背后却蕴含着鲜为人知的表面原理。本实验通过在熔喷布膜表面层层自组装沉积植物多酚——单宁酸（TA）和铁离子Fe（Ⅲ）配位化合物使其形成亲水涂层，再利用高碘酸钠（NaIO₄）氧化儿茶酚基团促进多酚-金属网络在熔喷布膜表面的固定，进而实现织物从疏水到亲水的改性，最后利用油水分离装置展示膜的分离效果。实验通过展示材料的改性过程及材料改性前后性能差异，层层解析其背后蕴含的物理化学本质。此科普实验所用试剂绿色、操作简单、观赏性及互动性强、改性后的膜具有可循环利用的优势。在面向不同阶段的科普对象时我们采用梯度科普，深入浅出地讲解现象背后蕴含的原理和本质，让公众在获得知识的同时感受到表面化学的神奇和化学之美。该实验不仅可以用于科普实验也可以用于课堂教学，并且具有优异的应用前景。

关键词

表面化学 / 润湿反转 / 膜材料 / 多酚-金属配合物 / 油水分离