DOI: 10.1021/acssuschemeng.9b06791
水資源短缺是一個日益嚴重的問題，它影響著受害人群的社會經濟生存能力。為了解決這個問題，已經建立了各種各樣的戰線。本文介紹了一種三層納米纖維膜，包括：1）由聚偏氟乙烯（PVDF）混合疏水性SiO2納米顆粒（NPs）電紡而成的納米纖維層，2）由聚丙烯腈（PAN）/金屬-有機骨架（MOFs）電紡而成的納米纖維層以及3）由PVDF混合親水性SiO2 NPs電紡而成的納米纖維層，該膜可用于直接接觸式膜蒸餾（DCMD）脫鹽。這種新型膜可有效生產飲用水，在電導率方面可達到并超過飲用水標準。通過掃描電子顯微鏡（SEM）和電子分散X射線（EDX）光譜對膜進行表征，利用透射電子顯微鏡（TEM）對填料進行表征。具有5wt%疏水性SiO2-PVDF頂層、1.5w%MOF-PAN中間層和1wt%親水性SiO2-PVDF底層的電紡納米纖維復合膜盡管進水壓較低（86.2 kPa），但其最大表面接觸角為140.8°。在跨膜溫差為30℃，進料氯化鈉濃度為35 g/L的條件下運行5小時，該膜進一步表現出4.40 kg/m2h的通量和低至4μS/cm的滲透電導率。所制備的復合納米纖維膜在水中穩定性較好，適用于通過脫鹽生產純凈水。
圖1.納米添加劑、二氧化硅（疏水性）納米粒子和MOF-808的TEM圖像。
圖2.頂部[（a）PVDF和（b）PVDF-疏水性SiO2 NPs]、中間[（c）PAN和（d）PAN-MOF-808]和底部[（e）PVDF-親水性SiO2 NPs]表面的SEM圖像。
圖3.帶有相應EDX光譜的橫截面圖像，顯示在S2和S3膜的PAN中間層中存在Zr。
圖4.帶有相應EDX元素映射的橫截面圖像，顯示PAN中間層中存在MOF-808。
圖5.納米纖維膜的3D AFM圖像：S1、S5和S7；納米纖維膜S1、S5和S7的水接觸角（θ°）。
圖6.所選納米纖維膜的拉伸應力-應變曲線。
圖7.所選納米纖維膜的DSC熱分析圖。
圖8.S1、S2、S3、S4、S5、S6和S7的通量和滲透電導率。
圖9.內部蒸汽通道的示意圖，其中A和B處有分界面。
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