苯乙烯丙烯腈纳米纤维膜用于直接接触式膜

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Desalination:具有独特性能的苯乙烯-丙烯腈(SAN)纳米纤维膜用于直接接触式膜蒸馏(DCMD)脱盐DOI:10./j.desal..在这项工作中,通过电吹技术制备了新型纳米纤维状苯乙烯-丙烯腈(SAN)膜。将掺杂溶液(N,N-二甲基甲酰胺中含22.5wt%SAN聚合物)以μL.min-1的速率电吹3次(30、45和60分钟),制备了平均直径为.2±4.8nm的纳米纤维。通过热压技术对自持膜进行处理,然后对电吹纳米纤维膜(ENMs)的形态和性能进行表征。结果表明,随着纺丝时间的增加,膜的机械耐久性、进液压力(LEP)和疏水性都有所提高。然而,使用热压处理导致表面接触角略微减小。然后用不同的进料(0、35和70g.L-1)和真实海水测试ENMs。使用商用PTFE膜(0.22μm)作为对照,以比较脱盐结果。ENMs用于不同进料流速(0.32、0.48和0.64L.min-1)的直接接触膜蒸馏过程(ΔT=60℃)。结果表明,即使对于海水淡化(40.7kg.m-2.h-1),较薄的膜也能提供较高的渗透通量(84.4kg.m-2.h-1),而较厚的膜性能更稳定。在所有进行的测试中,除盐率均大于99%。图1.用于海水淡化测试的DCMD实验系统的总体方案。图2.热压前后的SAN纳米纤维膜和商用PTFE膜的SEM图像和纤维直径分布。S-30、S-45和S-60分别表示纺丝时间为30、45和60分钟的纯纳米纤维SAN膜。提到的膜的热压对应物称为SP-30、SP-45和SP-60。图3.纯(A)和热压(B)膜的孔径分布。图4.(A)纯SAN纳米纤维膜、(B)热压SAN纳米纤维膜以及PTFE膜的应力-应变曲线。图5.在恒定操作条件(ΔT=60℃和0.48L.min-1)和不同进料样品的情况下,热压和商用PTFE膜的渗透通量与操作时间(24h和48h)的关系:A)35g.L-1NaCl溶液、(B)70g.L-1NaCl溶液和(C)真实海水。图6.使用真实海水作为进料,在两种不同放大倍率(1kx,15kx)下SP-60和PTFE膜的表面形态。文章链接:


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