DOI：10.1016/j.memsci.2020.117813
用于海水淡化和/或废水净化的膜蒸馏的主要挑战是开发高孔隙率、疏水性和足够的机械强度以进行长期运行的高效膜蒸馏（MD）膜。在此，构建了一种基于分级结构的等规聚丙烯(iPP)涂层和静电纺丝聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维支撑的超疏水双层互锁复合膜。所得的涂层具有变形的微/纳米结构微球表面，该表面具有较强的超疏水性和优异的防污性能，这是低表面自由能材料与分层粗糙度协同作用的结果。特别是，结晶iPP微球涂层和PVDF纳米纤维之间的中间过渡互锁带赋予所得复合膜以优异的结构完整性，包括与PVDF平板或纳米纤维膜相比，机械性能显著提高，并且还形成了iPP/PVDF复合物膜，其在异丙醇和强酸/强碱的作用下，具有良好的耐久性。此外，对于模拟的高盐度日落黄（SY）废水，优化后的超疏水复合膜表现出53.9 kg/（m2•h）的竞争性渗透通量，并且在50 h的运行中（ΔT=40℃）完全截留，这是由于其高度多孔的纳米纤维支撑和持久的拒液性。
图1.（A-B）热压PVDF、（C-D）iPP/PVDF-68、（E-F）iPP/PVDF-58和（G-H）iPP/PVDF-48膜的FE-SEM图像。
图2. iPP/PVDF复合膜（A和D）iPP/PVDF-68、（B和E）iPP/PVDF-58和（C和F）iPP/PVDF-48的典型横截面SEM图像。
图3.具有互锁结构的两层复合膜的形成过程示意图。
图4.（A）（a）iPP、（b）iPP/PVDF-48、（c）iPP/PVDF-58、（d）iPP/PVDF-68和（e）PVDF膜的FT-IR光谱。（B）（a）iPP/PVDF-48、（b）iPP/PVDF-58、（c）iPP/PVDF-68和（d）PVDF膜的XRD图谱。
图5.iPP/PVDF-58-16（A，B，C）、iPP/PVDF-58-32（D，E，F）和iPP/PVDF-58-64（G，H，I）复合膜的膜表面和横截面形态。
图6.原始PVDF 静电纺丝纳米纤维膜、iPP/PVDF-58-16、iPP/PVDF-58-32和iPP/PVDF-58-64膜的水接触角。
图7.（A）超疏水改性前后，自清洁能力对膜表面的影响，（B）相应的自清洁性能示意图，以及（C）附着在iPP/PVDF-58-32膜上的各种液滴的摄影图像。
图8.（A）PVDF、（B）iPP/PVDF-58-16、（C）iPP/PVDF-58-32和（D）iPP/PVDF-58-64膜的孔径分布。
图9. C-PVDF、PVDF静电纺丝纳米纤维膜和iPP/PVDF-58-32膜的拉伸应力-应变曲线。
图10.（A）使用100 ppm MB水溶液在60℃下作为进料流，使用去离子水在20℃下作为渗透流（进料侧和渗透侧的流速=0.6 L/min），在DCMD中测量50 h以上的C-PVD、PVDF静电纺丝纳米纤维膜和iPP/PVDF-58-y膜的水通量和截留率。（B）使用（b）C-PVDF、（c）PVDF静电纺丝纳米纤维膜、（d）iPP/PVDF-58-16、（e）iPP/PVDF-58-32和（f）iPP/PVDF-58-64膜进行MD试验后收集的（a）100 ppm MB水溶液和蒸馏物的照片。
图11.使用100 ppm SY水溶液在60℃下作为进料流，使用去离子水在20℃下作为渗透流（进料侧和渗透侧的流速=0.6 L/min），在DCMD中测量50 h以上的PVDF静电纺丝纳米纤维膜、iPP/PVDF-58-y和C-PVDF膜的水通量和截留率。（B）使用（b）C-PVDF、（c）PVDF静电纺丝纳米纤维膜、（d）iPP/PVDF-58-16、（e）iPP/PVDF-58-32和（f）iPP/PVDF-58-64膜进行MD试验后收集的（a）100 ppm SY水溶液和蒸馏物的照片。
图12.（A）C-PVDF、（B）PVDF静电纺丝纳米纤维膜和（C）iPP/PVDF-58-32复合膜的连续DCMD测试。（D）C-PVDF、PVDF静电纺丝纳米纤维膜和iPP/PVDF-58-32膜的染料截留和结垢因子（FF）（进料为20 g/L NaCl和100 ppm SY水溶液；∆T=40℃；进料侧和渗透侧的流速=0.6 L/min）。
图13.（A）DCMD测试之前的原始C-PVDF膜和（B）DCMD测试之后的（B）C-PVDF、（C）PVDF静电纺丝纳米纤维膜和（D）iPP/PVDF-58-32膜的SEM图像。面板A、B、C和D中的插图为水接触角。
