Spray‐Freezing‐Templated Vertically‐Graded Macroporous Aerogel Membranes for Ultrahigh‐Flux Filtration of Polydisperse Microplastics

过滤(数学) 材料科学 气凝胶 制作 焊剂(冶金) 化学工程 悬挂(拓扑) 基质(水族馆) 过程(计算) 复合数 复合材料 纳米技术 溶解 膜技术 错流过滤 多孔性 纳米颗粒 体积流量 可扩展性
作者
Huimin Li,Qing Wu,Yingjie Liu,Xingxing He,Yi Wu,Shanshan He,Ke Liu,Jia Xu,Dong Wang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:38 (19): e22069-e22069
标识
DOI:10.1002/adma.202522069
摘要

Vertical gradients in membrane structure and functionality are critical for achieving high filtration efficiency, precise size selectivity, and enhanced anti-fouling properties. However, the fabrication of vertically graded membranes with controlled micro-pore size distribution and directional functionality remains a significant challenge in both scalability and reproducibility. Herein, a gradient aerogel (GE) membrane was fabricated via a one-step temperature-gradient-controlled spray-freezing process that synergistically controls substrate temperature, suspension flow rate, and nozzle-to-substrate distance to match solidification front velocity with droplet accumulation dynamics. This approach generates a seamless pore gradient from ∼100 µm at the top surface down to ∼3 µm at the base, containing restrictive pore throats as small as ∼0.2 µm. The resulting GE membrane delivers ultra-high flux of 35 586 and 25 479 L m- 2 h- 1 bar- 1 for 10 and 5 µm microplastics, respectively, with >99.7% retention. Crucially, in sediment-rich environments, the GE membrane outperforms commercial counterparts, where its hierarchical architecture effectively manages sediment load to sustain significantly higher flux and retention efficiency for polydisperse microplastics (1-10 µm). This scalable platform technology provides a versatile foundation for next-generation separation materials and multifunctional composite architectures.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
zoe完成签到,获得积分10
刚刚
周一完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
3秒前
MingWang完成签到 ,获得积分10
3秒前
彦凝毓完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
小龙仔123完成签到 ,获得积分10
5秒前
萝卜青菜完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
小羊咩完成签到,获得积分10
7秒前
chujiu完成签到 ,获得积分10
8秒前
隐形曼青应助兼听则明采纳,获得10
8秒前
fjjjjjj完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
乱红完成签到 ,获得积分10
9秒前
董雪发布了新的文献求助10
10秒前
20250702完成签到 ,获得积分10
10秒前
Sunny完成签到,获得积分10
10秒前
Ivy完成签到,获得积分10
11秒前
领导范儿应助钱多多采纳,获得10
11秒前
Aurora发布了新的文献求助10
12秒前
圈儿完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
勇敢的风完成签到,获得积分10
14秒前
Akim应助fjjjjjj采纳,获得10
15秒前
Lzced完成签到 ,获得积分10
15秒前
leuchten完成签到,获得积分10
15秒前
曾经可乐完成签到 ,获得积分10
17秒前
colin完成签到 ,获得积分10
17秒前
lyra1111完成签到,获得积分10
18秒前
濮阳盼曼完成签到,获得积分10
18秒前
Deiog完成签到 ,获得积分10
19秒前
Zero完成签到 ,获得积分10
22秒前
打工给猫买罐头完成签到 ,获得积分10
22秒前
无奈白竹完成签到,获得积分10
23秒前
tyccc完成签到,获得积分10
24秒前
xiaoliu完成签到,获得积分10
24秒前
隐形冬天完成签到 ,获得积分10
25秒前
zhenzhen完成签到 ,获得积分10
25秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7298365
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8916739
关于积分的说明 18879766
捐赠科研通 6963453
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3210642
关于科研通互助平台的介绍 2379971
邀请新用户注册赠送积分活动 2187127