新型超疏水電紡PVDF海水淡化膜的抗污染性能

DOI:10.1016/j.desal.2019.114246

超疏水膜具有優異的疏水性，是膜蒸餾的理想選擇。本研究制備了一種新型的超疏水電紡聚偏二氟乙烯（PVDF）膜，并將其應用于MD型海水淡化。通過優化澆鑄液組成，制備出了具有多孔微球的粗糙表面。該膜具有可接受的滲透性，接觸角為152.4°，是MD脫鹽應用的理想選擇。在實際海水淡化120h后，該膜比傳統PVDF膜顯示出更穩定的滲透通量。使用新研制的膜的脫鹽水具有較低的導電性，這是由于進料溶液與膜之間形成的氣隙引起的膜的抗污染性能。所研制的膜為提高MD型海水淡化的長期效率提供了可行的策略。

圖1.DCMD系統示意圖：草圖。

圖2.三元系統相圖。（b）顯示（a）中圓圈所示區域的放大版本。

圖3.（a1-a3）M1、（b1-b3）M2、（c1-c3）M3、（d1-d3）M4和（e1-e3）P-M4的表面掃描電鏡圖像。

圖4.（A）P-M1、（B）P-M2、（C）P-M3和（a）P-M1、（b）P-M2、（c）P-M3角的表面掃描電鏡圖像。

圖5.（A）M1、（B）M4和（C）P-M4的EDX映射結果。中間和右邊的圖像分別顯示了相應膜（A1，B1，C1）中的氟和碳元素含量。

圖6.（A）M1、（B）M2、（C）M3、（D）M4，（E）M5的AFM圖像。

圖7.（A）各種膜的水接觸角，以及下落的液滴與（B）M1和（C）P-M4膜的接觸過程。（液滴彈起過程顯示為a-f。）

圖8.各種膜的孔徑分布。

圖9.（A）膜的ATR-FTIR光譜和（B）XRD圖。

圖10.在實際的脫鹽條件下，常規PVDF膜和改性膜的脫鹽性能。

圖11. DCMD測試后，（a1）常規膜和（b1）超疏水膜的SEM圖像。DCMD測試后，（a2）常規膜和（b2）超疏水膜的水接觸角。DCMD測試后，（a3）常規膜和（b3）超疏水膜的照片（使用手機拍攝）。（c）常規膜和（d）超疏水膜的EDX分析。

圖12. DCMD測試后（1-4）常規膜的SEM圖像。照片（1'）和（3'）是（1）和（3）的放大圖。

圖13. DCMD測試后，膜表面污染物的（A）XRD圖譜和（B）ATR-FTIR光譜。

圖14.（A）常規膜和（B）超疏水膜污染層中總蛋白（綠色）和吡喃葡萄糖多糖（藍色）的CLSM圖像。

圖15.超疏水膜的防污機理。