DOI: 10.1002/adem.202001456
膜蒸餾(MD)是一種熱驅動的新型分離技術,其中疏水性微孔膜可分離非揮發性化合物。該工藝具有諸多優點,是一種從工業廢水中回收水的有效方法。然而,MD工藝中使用的商用膜在處理復雜的工業廢水或惡劣的操作條件下仍然存在操作麻煩的問題。結垢、濕潤和運行時間短會損害膜的功能,這使MD技術難以超越傳統應用(脫鹽)。膜改性是緩解這些操作問題的關鍵,有利于推進MD在其它復雜分離中的應用。本綜述全面總結了近五年來用于MD膜改性的主要技術,著重介紹了一下三種改性方法:靜電紡絲、涂層和等離子體,包括聚合物膜和陶瓷膜。本文對每種技術進行了批判性分析,討論了它們的潛力以及每種方法所能實現的特性。本綜述能夠幫助人們深入理解MD技術的操作問題,并找出緩解這些問題的可行替代方案。最后,還闡述了膜改性的發展歷程,討論了其發展方向以及未來即將面臨的挑戰。
圖1.主要MD種類的示意圖
圖2.有關膜改性及其在MD中應用的研究時間表
圖3.通過涂層、靜電紡絲和等離子體方法制備改性膜的進料溶液組成
圖4.過去五年中使用涂層、靜電紡絲和等離子體技術進行膜表面改性的研究數量
圖5.通過每種改性技術獲得的最高水和油接觸角的比較
圖6.通過每種改性技術獲得的最高滲透通量和LEP值的比較
圖7.膜改性技術的定性分析
圖8.通過靜電紡絲改性獲得的特性,以及所需的材料
圖9.通過每種改性技術獲得的主要功能的示意圖,重點是MD應用
圖10.采用靜電紡絲技術對膜進行改性及其長期運行的容量(a)和長期運行測試中使用的進料溶液(b)
圖11.涂層改性膜可實現的MD類型和其他膜分離工藝
圖12.用于測試涂層改性膜的進料溶液
圖13.接枝改性示意圖
圖14.等離子體改性膜可實現的MD類型
圖15.用于測試等離子體改性膜的進料溶液