近日,淮阴师范学院先进膜材料与过程团队在《separation and purification technology》上发表题为“superhydrophobic composite membranes for membrane distillation based on cnts networks: overcoming the trade-off between water vapor permeability and wetting resistance”的研究论文。该研究论文为淮阴师范学院第一通讯单位,相关研究得到了国家自然科学基金青年基金的支持。《separation and purification technology》是esi化学、工程技术领域top期刊,最新影响因子8.6,中科院一区期刊。
膜蒸馏(md)作为一种新兴的高盐废水脱盐技术,受到了广泛关注。增强膜的抗润湿性对于巩固md过程的稳定性至关重要,但这通常会导致水蒸气通量的下降。基于此,淮阴师范学院马忠博士(第一作者)和赵宜江教授(通讯作者)等人开发了一种由高疏水性聚偏氟乙烯(pvdf)多孔支撑体和功能性超疏水碳纳米管(cnts)网络组成的超疏水复合膜。具有高导热性的cnts网络不仅降低了温度极化效应,还增加了有效蒸发面积,从而增强md过程的传质驱动力。此外,cnts网络显著降低了复合膜的最大孔半径,全氟处理也降低了cnts网络的表面能,从而协同增加了多孔膜的液体透过压力。结果表明,当处理含3.5 wt% nacl的高盐度水时,复合膜的水蒸气通量从原始pvdf膜的20.0 lmh增加到24.4 lmh,增加了22%。此外,当进料中表面活性剂的浓度超过1.0 mm时,原始pvdf膜的性能迅速劣化,而复合膜仍保持稳定的水蒸气渗透性和脱盐性能。更重要的是,当使用硫酸钙溶液作为进料时,复合膜表现出优异的抗结垢引起的润湿性,这归因于cnts网络较小的孔径和高疏水性。本研究为md用膜结构的设计与制备提供了新的见解,以克服水蒸气渗透性和抗润湿性之间的权衡。
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编辑:王慧 审核:严玉波