DOI:10.1016/j.seppur.2019.115889

疏水性纳米纤维由于其极高的比表面积而在膜蒸馏（MD）过程中引起了极大的关注。在这项研究中，作者提出了一种由疏水性聚偏二氟乙烯（PVDF）纳米纤维层和疏水性聚丙烯（PP）无纺布（NWF）基底组成的用于真空膜蒸馏（VMD）的疏水性纳米纤维复合材料。通过静电纺丝技术将PVDF纳米纤维层直接制备在PP NWF基材上。在静电纺丝过程中，将1H，1H，2H，2H-全氟辛基三乙氧基硅烷（FTES）功能化的GO纳米片掺入PVDF纳米纤维层中，以增强VMD的疏水性和渗透水通量。通过SEM和FTIR对膜表面形貌和组成进行了表征。研究了FTES-GO纳米片含量对VMD脱盐性能的影响。并提出了水蒸气通过掺入FTES-GO的纳米纤维层的转移机理。与原始的PVDF纳米纤维层相比，FTES-GO掺入的纳米纤维层的表面疏水性，液体进入压力（LEP）和透水性均得到了改善。当FTES-GO含量为4 wt％时，WCA从纯PVDF纳米纤维层的104.0°增加到改性纳米纤维层的140.5°。渗透水通量达到最大值36.4 kg m^-2 h^-1，是原始膜的水通量的两倍，同时除盐率保持在99.9％以上（50 ℃，3.5 wt％ NaCl水溶液，溶解度和渗透压为31.3 kPa）。连续VMD实验60 h，未观察到FTES-GO在膜中的润湿现象。

图1.用FTES对GO纳米片进行疏水改性的示意图。

图2.真空膜蒸馏实验装置的示意图。

图3.不同纳米纤维层的FTIR光谱。

图4.不同PVDF纳米纤维层表面的SEM图像（左列×5.0 k）和放大的照片（右列×10.0 k）。 （a / a'）G0； （b / b'）G1； （c / c'）G2； （d / d'）G3； （e / e'）G4。

图5.不同纳米纤维层的纤维直径分布。 （a）G0； （b）G1； （c）G2； （d）G3； （e）G4。

图6.不同纳米纤维层的孔分布。 （a）G0； （b）G1； （c）G2； （d）G3； （e）G4。

图7.不同纳米纤维层的动态水接触角。

图8.水滴与不同纳米纤维层表面之间的接触示意图。 （a）原始的PVDF纳米纤维层（G0）； （b）结合FTES-GO的纳米纤维层（G3）。

图9.水滴接触300 s后，不同纳米纤维层的WCA减少百分比。

图10.不同纳米纤维复合材料的VDM脱盐性能。

图11.用于MD工艺的掺入FTES-GO的纳米纤维层的传质示意图。

 图12.不同纳米纤维复合材料的长期VMD性能。