DOI:10.1016/j.memsci.2020.118075
膜蒸餾（MD）是處理含鹽工業廢水的一種很有前途的技術，但由于廢水中普遍存在污染物，目前的疏水MD膜存在著嚴重的潤濕問題。本文報道了一種制備聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PVDF-HFP）電紡納米纖維膜的有效方法，該膜對低表面張力物質具有較好的抗潤濕性能。采用氣相沉積（VD）技術，在不活化表面的情況下，直接用1H，1H，2H，2H-全氟癸基三氯硅烷（FDTS）對具有本征再摻雜結構的純電紡納米纖維PVDF-HFP膜進行氟化。氟化膜具有良好的表面疏水性，水和乙醇接觸角分別高達154.1±0.1°和122.6±1.7°。氟化膜在超聲波、沸水、酸堿處理等惡劣條件下表現出高度穩定的全能性和機械性能。更重要的是，在8小時動態直接接觸MD（DCMD）試驗中，所制備的疏水膜對含十二烷基硫酸鈉（SDS，0.4 mm）的鹽水進料表現出了較強的抗潤濕性。本研究為制備全疏水性納米纖維膜提供了一種有效且良性的方法，在處理含低表面張力物質的含鹽廢水方面具有巨大的潛力。
圖1.示意圖說明再摻雜結構上的復合液-固-汽界面（以圓柱纖維為例）（A）和處于Cassie-Baxter潤濕狀態的粗糙表面上的液滴（B）。
圖2.氟化PVDF-HFP膜的制備過程示意圖。
圖3.DCMD設置的示意圖。
圖4.氟化時間（A）、氟化溫度（B）和FDTS量（C）對PVDF-HFP-F膜的水接觸角和乙醇接觸角的影響。
圖5.去離子水、含0.4 mM SDS的3.5 wt％NaCl、正癸烷和乙醇在PVDF-HFP和PVDF-HFP-F膜上的接觸角。
圖6.PVDF-HFP（A和B）、PVDF-HFP-F（C和D）膜的頂表面的SEM圖像以及PVDF-HFP（E）、PVDF-HFP-F的相應纖維直徑分布 （F）膜。
圖7.PVDF-HFP（A）、PVDF-HFP-F（B）膜的橫截面SEM圖像及其相應厚度。
圖8.PVDF-HFP和PVDF-HFP-F膜的孔隙率和平均孔徑（A）以及孔徑分布（B）。
圖9.PVDF-HFP和PVDF-HFP-F膜的ATR FTIR光譜。
圖10.PVDF-HFP和PVDF-HFP-F膜的表面XPS全掃描光譜（A）、Si 2p XPS光譜（B）和O 1s XPS光譜。
圖11.FDTS與PVDF-HFP納米纖維在VD氟化過程中可能的相互作用機理示意圖。
圖12.（A）分別用超聲波、沸水、1 M HCl和0.5 M NaOH處理60分鐘之前和之后的PVDF-HFP-F膜的水接觸角和乙醇接觸角。（B）通過1小時超聲處理和1小時沸水處理的PVDF-HPF膜、PVDF-HFP-F膜和PVDF-HFP-F膜的機械性能。
圖13.（A）在DCMD工藝中，使用含0.4 mM SDS的3.5 wt％NaCl溶液作為進料溶液，PVDF-HFP膜（A）和PVDF-HFP-F膜（B）的電導率和水通量與時間的關系。進料側和滲透側的溫差為50℃，流速為350 mL min-1。A和B中的插圖是測試后的PVDF-HFP和PVDF-HFP-F膜。
微信二維碼
