"共价 ” 型全疏/ 滑移表面构建及膜蒸馏性能研究
作者：李鹏，李猛，薛宇轩，张庆五，陈晓玲，张轩
单位： 1. 南京市水务集团有限公司 , 南京 210002； 2. 新型膜材料工信部重点实验室 , 南京理工大学 , 南京 210094
关键词： 膜蒸馏；全疏/滑移；润湿；结垢；高盐水
DOI号：
分类号： TQ028. 8
出版年,卷(期):页码： 2024,44(1):27-36

摘要：
 由于孔隙润湿、矿物结垢或结构不稳定等引起的膜功能层失效问题是膜蒸馏(MD)技术  的关键挑战，严重影响其长期运行稳定性. 本文提出一种“全共价”接枝修饰的方法，制备具有  优异 MD性能的全疏/滑移膜蒸馏膜材料. 具体而言，通过使用聚多巴胶型插层将纳米硅球共  价键合在聚偏氯乙怖(PVDF)膜表面，并采用硫基 — 怖怪点击化学进行直接表面氯化改性. 通  过接触角测试，发现所制备的 PDA/PVDF— C膜具有超高的静态水接触角(163. 5。士0. 9。)和  极低的滚动角(5. 6。士1. 2。) . 在不同表面张力液体的侵蚀作用下，该膜均未出现膜孔的润湿现  象，体现出优异的抗润湿性能. 由于该膜表面特殊的全疏/滑移特性，该膜能够持久并稳定地处  理含有表面活性剂的高盐卤水，延缓石膏垢的形成，运行性能显著优于商用疏水膜. 该膜初始  通量约为23. 5L/(m2  . h) ，运行前后始终保持对盐高达99%的截留. 本研究提供了一种新颖  而有效的方法开发“全共价”型 MD膜，该膜具有优异的抗润湿、抗无机结垢以及结构稳定性， 可用于高盐废水的资源化处理.
 The  functional   loss  of  membranes   caused  by  pore  wetting ， mineral   scaling ， or   structural  instability  is   a  critical  challenge  in  membrane  distillation （ MD）， severely  impacting  its   long-term  operational stability.  In light of this，we provide a novel strategy to fabricate an omniphobic/slippery MD membrane via“covalent”grafting modification.  specifically，spherical silica nanoparticles were covalently  bonded  to  the  surfaces  of  polyvinylidene  fluoride （PVDF） membranes  using  polydopamine （PDA） interlayer，followed by direct surface fluorination through thiol-ene click chemistry.  contact angle（CA） measurements reveal that the resulting membrane（PDA/PVDF   c）exhibits an ultrahigh water contact  angle（163. 5。士0. 9。）and low sliding angle（5. 6。士1. 2。）.  Besides，the membrane shows excellent wetting  resistance toward various  liquids with low surface tension surface tension liquids ，and outstanding anti-  wetting properties for the short-term treatment of high-salinity brines containing surfactants.  Due to its  unique omniphobic/slippery  characteristics ，the  membrane  can  durably  and  stably  handle  high-salinity  brines containing surfactants，delaying the formation of gypsum scale.  The membrane exhibits an initial  flux of approximately 23. 5L/（m2   .  h） and maintains  a  salt  rejection  of  up  to99%  during the  whole  operation.  overall ，this  study  presents  a  novel  and  effective  approach  for  fabricating  high-performance  membrane distillation（MD）membranes with high performance even under harsh operating conditions.

基金项目：
中央高校基本科研业务费专项资金项目（30923010905）；企业横向合作项目（南京水务集团有限公司）；江苏 省自然科学基金青年项目（BK20210359）；国家自然科学基金青年项目（52100046）

作者简介：
李鹏（1990-）, 男 , 内蒙古乌审旗人 , 工程师 , 研究方向：城市污水处理.

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