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新型超疏水电纺PVDF海水淡化膜的抗污染性能

2019-12-21   易丝帮

DOI:10.1016/j.desal.2019.114246

超疏水膜具有优异的疏水性,是膜蒸馏的理想选择。本研究制备了一种新型的超疏水电纺聚偏二氟乙烯(PVDF)膜,并将其应用于MD型海水淡化。通过优化浇铸液组成,制备出了具有多孔微球的粗糙表面。该膜具有可接受的渗透性,接触角为152.4°,是MD脱盐应用的理想选择。在实际海水淡化120h后,该膜比传统PVDF膜显示出更稳定的渗透通量。使用新研制的膜的脱盐水具有较低的导电性,这是由于进料溶液与膜之间形成的气隙引起的膜的抗污染性能。所研制的膜为提高MD型海水淡化的长期效率提供了可行的策略。


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图1.DCMD系统示意图:草图。



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图2.三元系统相图。(b)显示(a)中圆圈所示区域的放大版本。



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图3.(a1-a3)M1、(b1-b3)M2、(c1-c3)M3、(d1-d3)M4和(e1-e3)P-M4的表面扫描电镜图像。



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图4.(A)P-M1、(B)P-M2、(C)P-M3和(a)P-M1、(b)P-M2、(c)P-M3角的表面扫描电镜图像。



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图5.(A)M1、(B)M4和(C)P-M4的EDX映射结果。中间和右边的图像分别显示了相应膜(A1,B1,C1)中的氟和碳元素含量。



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



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图7.(A)各种膜的水接触角,以及下落的液滴与(B)M1和(C)P-M4膜的接触过程。(液滴弹起过程显示为a-f。)



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图8.各种膜的孔径分布。



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图9.(A)膜的ATR-FTIR光谱和(B)XRD图。



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图10.在实际的脱盐条件下,常规PVDF膜和改性膜的脱盐性能。



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图11. DCMD测试后,(a1)常规膜和(b1)超疏水膜的SEM图像。DCMD测试后,(a2)常规膜和(b2)超疏水膜的水接触角。DCMD测试后,(a3)常规膜和(b3)超疏水膜的照片(使用手机拍摄)。(c)常规膜和(d)超疏水膜的EDX分析。



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图12. DCMD测试后(1-4)常规膜的SEM图像。照片(1')和(3')是(1)和(3)的放大图。



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图13. DCMD测试后,膜表面污染物的(A)XRD图谱和(B)ATR-FTIR光谱。


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图14.(A)常规膜和(B)超疏水膜污染层中总蛋白(绿色)和吡喃葡萄糖多糖(蓝色)的CLSM图像。



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图15.超疏水膜的防污机理。



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