DOI:10.1016/j.memsci.2020.118226
進料溶液中低表面張力污染物引起的膜潤濕一直是膜蒸餾（MD）的主要挑戰，而疏水膜由于對具有多種表面張力的液體表現出強烈的排斥性，因此被認為是應對該挑戰的有前途的解決方案。本研究報告了一種無納米顆粒的策略來制備疏水性聚偏氟乙烯（PVDF）納米纖維膜，以實現穩健的MD脫鹽。采用溶劑熱誘導粗糙化方法在電紡PVDF納米纖維上構建了多尺度的分層納米鰭結構，隨后進行聚多巴胺錨定的表面氟化處理，以降低納米纖維膜的表面能。研究結果表明，所制備的膜對表面張力范圍為73至30 mN·m-1的不同液體表現出超強的排斥性（> 150°）。此外，在十二烷基硫酸鈉表面活性劑（高達0.4 mM）或礦物油（高達480 mg·L-1）存在下，疏水性膜在直接接觸膜蒸餾過程中保持了穩定的脫鹽率和水通量，這也展示了其在實際水資源回收利用中的廣闊應用前景。
圖1.疏水性PVDF納米纖維膜的制備過程。
圖2.DCMD設備的示意圖。
圖3.SEM圖像顯示（a）原始PVDF膜、（b）STIR處理過的膜、（c）PDA活化的PDA/STIR-PVDF膜和（d）氟化PFTS/PDA/STIR-PVDF膜的俯視圖。
圖4.通過不同膜的（a）（b）XPS全掃描光譜（注意，原始PVDF膜的光譜已在先前報告中公開）和（c）FTIR-ATR光譜進行表面化學成分表征：I）原始PVDF膜、（II）STIR-PVDF膜、（III）PDA/STIR-PVDF膜和（IV）PFTS/PDA/STIR-PVDF膜。
圖5.濕潤性表征結果：（a）接觸角測量，（b）不同液滴的照片，注意液體S1是含0.25 mM SDS的3.5wt％NaCl溶液，以及（c）原始PVDF膜和（d）PFTS/PDA/STIR-PVDF膜的水動態接觸行為測量。
圖6.（a）水和（b）低表面能液體在PFTS/PDA/STIR-PVDF膜上的可能懸浮行為。θ是固有接觸角，φ是局部紋理角。
圖7.原始PVDF膜和疏水性PFTS/PDA/STIR-PVDF膜在DCMD脫鹽中的標準化通量和脫鹽率，并逐漸添加污染物（a）SDS（原始和處理過的膜的初始通量分別為26和17 Kg·m-2·h-1）或（b）礦物水包油乳液（原始膜和處理過的膜的初始通量分別為25和20 Kg·m-2·h-1）。
