分子工程编程剑麻纤维界面实现复杂乳液及多重污染物高效分离

本研究创新性地通过植酸(PA)交联β-环糊精(β-CD)网络修饰剑麻纤维(SFs)，开发出具有动态可调润湿性的生物质材料(SFs@PA-cl-β-CD)。该材料突破传统破乳剂局限，对阳离子/阴离子/非离子型表面活性剂稳定的乳液均实现>99%分离效率，同步去除重金属(Ni2+/Mn2+)和染料，兼具阻燃特性，为复杂含油废水处理提供可持续解决方案。

　　

Highlight

本研究通过一步交联法在天然剑麻纤维(SFs)上构建植酸(PA)交联β-环糊精(β-CD)网络，开发出具有智能界面特性的生物质复合材料(SFs@PA-cl-β-CD)。这种"自适应界面-多功能净化-本征安全"系统展现出三大突破性优势：

表面形貌与微观结构分析

改性后的纤维表面粗糙度显著增加（图1d-f），PA-cl-β-CD成功负载形成微纳分级结构。X射线光电子能谱(XPS)显示P2p和N1s特征峰增强，证实PA与β-CD的协同交联作用。这种独特结构为材料提供了"疏水-亲水"双尺度特性，使其能像变色龙般动态适应不同界面环境。

环境意义

工业废水中的顽固性油污和有机污染物对生态系统构成严重威胁。SFs@PA-cl-β-CD通过分子编程实现：

1. 对所有表面活性剂类型（阳离子/阴离子/非离子）的乳液均保持>99%分离效率

2. 通过界面活性和大孔结构协同作用实现油水分离

3. 同步清除重金属(Ni²⁺ 99.6%，Mn²⁺ 98.8%)和染料(亚甲基蓝~100%)

4. 本征阻燃性使材料焚烧处理更安全

结论

我们开发的SFs@PA-cl-β-CD通过天然PA和β-CD在剑麻纤维上的一步原位生长，创造了具有表面润湿性可编程特性的环境友好型破乳剂。该材料突破传统破乳剂仅适用于单一表面活性剂体系的局限，对阳离子表面活性剂(如DTAB)稳定的乳液展现超亲水/水下超疏油特性，而对阴离子/非离子体系则通过表面活性剂调节转变为中性润湿状态。这种"一材多用"的设计理念为复杂废水处理提供了新范式。

第二个Conclusion

（注：原文中第二个Conclusion部分实际为"Environmental Implication"内容，已在上文完整呈现）