一种超级抗液体的层次性多孔膜,用于增强膜蒸
Youmin Hou1,2, Prexa Shah1, Vassilios Constantoudis3
1Max Planck Institute for Polymer Research, Ackermannweg 10, 55128, Mainz, Germany.
Nature communications
|October 29, 2023
概括
研究人员开发了一种用于膜蒸 (MD) 的新型超级排液膜. 这种先进的膜可提高60%的海水淡化流量,同时防止孔隙湿,克服了MD技术的关键挑战.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 环境科学 环境科学
背景情况:
- 膜蒸 (MD) 是一种使用低级能源的有前途的海水淡化技术.
- MD膜需要小孔 (<0.2微米) 来防止盐水浸泡,但对于高流量而言需要大孔,从而产生设计冲突.
- 目前的MD膜面临着由于孔径尺寸要求相互矛盾的局限性,阻碍了更广泛的采用.
研究的目的:
- 为了克服在膜蒸 (MD) 中相互矛盾的孔径要求.
- 开发一种高性能复合膜,具有层次性的多孔结构,用于增强海水淡化.
- 为了改善MD过程中的盐排放和蒸流量.
主要方法:
- 在商用聚硫膜基质上涂上一个聚氧纳米纤维网.
- 创建一个具有层次性的多孔结构的超级液体排斥表面.
- 在高水立压下测试膜性能,并评估蒸流和盐排斥.
主要成果:
- 开发了一种无纳米纤维涂层,这种涂层具有超级液体排斥性.
- 涂层膜可以防止在高水静压 (>11.5巴) 下被湿.
- 与商业膜相比,蒸流量得到了60%的改善,具有出色的盐排斥和稳定性.
结论:
- 开发的等级膜有效地解决了MD中相冲突的孔径要求.
- 这种方法可以制造高性能复合膜,以实现高效的海水淡化.
- 该技术除了海水淡化之外还有潜在的应用,包括废水处理.
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