传统离子交换膜在盐度梯度能（渗透能）反向电渗析回收中存在内阻高、离子选择性差、渗透率低的瓶颈问题，我院汪建副教授课题组提出并通过实验验证了一种酸诱导质子化工程策略来构建高性能离子选择性水凝胶膜。以聚乙烯醇（PVA）-壳聚糖（CS）-丙烯酰胺（AM）为基底，分别引入弱酸（丙烯酸，AA）和强酸（磷酸，H₃PO₄；甲磺酸，MSA）进行改性，制备出NC、NP、NS三种复合水凝胶。研究表明，强酸能更充分地促使壳聚糖分子链上的-NH₂ 质子化为-NH₃⁺，赋予膜表面正电性并产生稳定阳离子选择性，同时强酸阴离子基团的引入提高了水凝胶亲水性、结晶度和交联密度，形成了利于离子快速传输的通道。在50倍NaCl浓度梯度（0.5 M/0.01 M）下，MSA改性的NS水凝胶和磷酸改性的NP水凝胶最大功率密度分别达到29.15 W·m⁻²和16.96 W·m⁻²，较丙烯酸改性的NC水凝胶（2.80 W·m⁻²）提升数倍，且远超5 W·m⁻²的商业应用基准值；其中NS水凝胶在500倍梯度下功率密度更可升至约106.8 W·m⁻²。此外，NP和NS水凝胶在连续7天运行中功率衰减低于10%，并在真实海水-河水体系中仍保持优异输出，证实了良好的长期稳定性与环境适应性。该研究为设计下一代高效盐度梯度能转换用离子选择性软物质膜提供了明确材料和理论依据，对推动渗透能的实际开发与可持续利用具有重要参考价值。该研究成果目前已在中科院1区TOP期刊《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》上正式发表，材料科学与工程专业2023级本科生刘凤云和2022级研究生巫采芩为论文共同第一作者。

　　该研究工作得到了四川省自然科学基金（2025ZNSFSC0344）和国家自然科学基金项目（21805017）的资助。

　　文章链接地址：https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.6c00038