水凝胶的制备及其在废水处理领域的应用

随着工业化和城市化的快速发展，废水污染问题日益凸显，对人类健康和生态环境构成了严重威胁。在这一背景下，水凝胶作为一种具有优异吸附性能的新型材料，其在废水处理领域的应用逐渐受到人们的关注。本文对水凝胶的制备及在废水处理领域的应用进行了综述。以期能够为水凝胶在废水处理中的应用提供参考。

随着科技的快速发展和工业化的快速发展，废水的产生和处理成为了一个全球性的环境问题。废水中含有大量的有害物质，如重金属[1] [2]、有机物[3]和抗生素[4]等，如果未经处理直接排放，将对生态环境和人类健康造成严重影响。因此，开发高效、环保的废水处理技术显得尤为重要。近年来，水凝胶作为一种新型的功能材料，在废水处理领域展现出了广阔的应用前景。

2. 水凝胶概述 2.1. 水凝胶概念及特点 水凝胶是由天然或者合成的单体以物理或化学方式交联形成的具有弹性结构的亲水性高分子聚合物[5]。水凝胶的特点是具有稳定的三维交联网络结构、高的比表面积和孔隙率、良好的柔韧性、生物相容性和可生物降解性，其能够吸水溶胀而不溶于水，具备可调控的机械性能以及良好的环境适应性，且含有丰富的-OH、-COOH、-NH2、-SO3H、-CONH-等官能团，这些官能团可以和污染物之间形成各种作用力，如图1 所示。因此被广泛应用于废水处理中[6] [7]。

Figure 1. Different types of mechanisms for the interaction of pollutants onto the hydrogel [6] 图1. 污染物与水凝胶相互作用的不同类型的机制[6] 2.2. 水凝胶的分类 水凝胶可以根据不同的因素进行分类，如图2 所示。根据材料来源可分为天然材料制备、合成聚合物制备以及天然材料和合成聚合物共同制备；按照制备机理可分为溶液聚合、自由基聚合、互穿网络和Open Access