DOI:10.1016/j.memsci.2020.118924

膜蒸馏（MD）是一种新兴的高盐废水处理技术。然而，膜润湿是限制其广泛工业应用的主要障碍。在本研究中，通过氟化氧化锌（ZnO）共混电纺聚偏氟乙烯（PVDF）膜，制备了水接触角高达162.3°，滑动角为9.8°的超疏水纳米纤维膜（标记为FZP）。当对纯NaCl以及含低表面张力十二烷基硫酸钠（SDS）和微溶性盐CaSO4的NaCl溶液进行脱盐处理时，与纯PVDF纳米纤维膜和ZnO共混PVDF（ZP）纳米纤维膜相比，FZP膜具有更好的抗湿性（这是由于其超疏水性）和更高的液体入口压力（LEP）值。经计算，膜在含有SDS和CaSO4的进料溶液中的LEP值小于在纯NaCl溶液中的LEP值，从而加速了膜润湿的发生。进一步计算了跨膜温度梯度和CaSO4异质成核的吉布斯自由能，以阐明其润湿机理。本研究为更好地开发超疏水膜和了解其在MD过程中的抗湿性提供了宝贵的见解。

图1.FZP膜的超疏水改性过程。

图2.纯、ZP和FZP膜的示意图以及使用SEM、TEM和3D自动光学轮廓仪对其形态进行表征。

图3.a）ZnO纳米粒子、纯、ZP和FZP膜的XRD图；b）纯、ZP和FZP膜的FTIR光谱；c）纯、ZP和FZP膜的水接触角和滑动角的照片；d）静态接触角变化的直方图，以及通过含不同SDS浓度的35 g L-1 NaCl测量纯、ZP和FZP膜接触角的俯视图和侧视图。

图4.a）纯，b）ZP和c）FZP膜在MD处理纯NaCl进料溶液过程中的通量和渗透电导率；d）纯，e）ZP和f）FZP膜的渗透电导率的导数值。

图5.a）在DCMD运行中，纯、ZP和FZP膜在不同SDS浓度下的渗透电导率变化；b）电导率与工作时间的导数曲线。

图6.a）处理含CaSO4的进料溶液时，纯、ZP和FZP膜的MD性能；b）处理含CaSO4的进料溶液时渗透电导率的导数值。

图7.a）纯、ZP和FZP膜的孔结构示意图；b）处理NaCl进料溶液时，纯、ZP和FZP膜的LEP值；c）由于表面能梯度引起的液滴运动（γSG1<γSG2，孔表面的液滴将从热侧移动到冷侧）；d）在NaCl进料的脱盐过程中，纯、ZP和FZP膜的传热和温度分布机理。

图8.纯、ZP和FZP膜在不同SDS溶液中的LEP计算值。

图9.a）当处理含CaSO4的进料溶液时，计算的纯、ZP和FZP膜的LEP值；b）CaSO4异质成核的吉布斯自由能与膜孔隙率和接触角的关系。