超疏水蒸馏膜的功能改性研究进展

作     者：艾恒雨 梁洪博 刘乾亮 廉新宇 刘彩虹 AI Hengyu;LIANG Hongbo;LIU Qianliang;LIAN Xinyu;LIU Caihong

作者机构：哈尔滨理工大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150080 重庆大学环境与生态学院三峡库区生态环境教育部重点实验室重庆400044 

出 版 物：《材料导报》 (Materials Reports)

年 卷 期：2024年第38卷第10期

页      面：255-263页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金青年基金(52100024) 

主　　题：膜蒸馏 超疏水 膜改性 接触角 膜通量 耐透水压力 

摘      要：膜蒸馏技术因具有操作压力低、温差小、蒸馏液纯净、脱盐率高、可直接分离出结晶产物等优点而备受关注。但缺乏优异疏水性能的蒸馏膜是限制其应用的一个重要因素。迄今为止,科研人员在膜材料的疏水理论研究与超疏水蒸馏膜的功能改性方面开展了大量工作,研究者通过向膜面引入含硅或碳的纳米颗粒来提高膜面粗糙度,选用含氟的改性添加剂降低表面能,采用不同溶剂分散原材料并选择不同的成膜方式,使制备出的蒸馏膜疏水性能有了大幅度提高。本文归纳总结了近年来超疏水蒸馏膜功能改性方法的研究进展,并对改性效果进行了对比分析。分类研究结果表明,表面涂覆法适用于不同类型的基膜,可实现对膜骨架和膜表面的同时改性,既增大膜通量又提高膜的抗污染性能,操作简单,可以应用于大规模生产。与涂覆法相比,静电纺丝掺杂法改性的膜可以最大程度地保持稳定性,在提高耐透水性的同时可以减小改性物质对通量的影响,但其应用范围受到基膜的限制。化学沉积法可获得有梯度的沉积物或混合镀层,相比于涂覆法更容易控制涂层的组成和厚度,可进行更加精准的膜表面改性过程。等离子体等非传统方法多为几种方法的联用,从改性剂材料、操作过程、操作条件等方面均为蒸馏膜的改性开辟了新方向。本文分类分析了不同改性方法采用的疏水添加剂、分散剂、操作方法与操作条件,并对比了不同方法改性后的膜通量、孔隙率、脱盐率、过滤周期等指标,结合过滤方式评价了不同改性方法的优缺点,展望了超疏水改性蒸馏膜商业化应用面临的问题及发展前景,旨在为开发成本低廉、操作简单、膜通量高、抗污染能力强的超疏水蒸馏膜提供参考。