DOI: 10.1016/j.desal.2021.115086

为了制备适用于直接接触膜蒸馏（DCMD）的电纺纳米纤维膜（ENM），对静电纺丝制备的最佳条件进行了系统研究。由于其结构、纳米纤维直径、纤维间距和ENM厚度对DCMD性能有着重大影响，研究者对ENM的结构性能进行了深入探索。研究了其形貌、疏水性、机械性能、结晶度和DCMD脱盐性能。使用30g/L NaCl水溶液在最佳ENM膜的进料侧和渗透侧进行长期DCMD实验（100h），以评估在缺乏蒸馏水的情况下，例如在偏远地区、紧急情况和/或便携式系统中，其产生饮用水的潜力。本实验可在28h后产生饮用水，其渗透通量为57.5kg/m2.h，除盐系数大于99.9％。使用30g/L NaCl水溶液作为进料，但在较高温度下使用蒸馏水作为渗透液进行了另一个长期DCMD实验（65h），以评估最佳ENM的脱盐稳定性、润湿性和结垢情况。该实验测得的渗透通量为58.5kg/m2.h，除盐系数大于99.9％。

图1.用不同电压制备的ENMs的表面FESEM图像，纳米纤维直径（df）分布直方图以及静电纺丝装置直流电压源的电流（I）。

图2.用不同电压制备的ENMs的纤维间距（di）的累积和分布。

图3.在不同聚合物流速下制备的ENMs的表面FESEM图像，纳米纤维直径（df）分布直方图以及静电纺丝装置直流电压源的电流（I）。

图4.在不同聚合物溶液流速下制备的ENMs的纤维间距（di）的累积和分布。

图5.在不同气隙长度下制备的ENMs的表面FESEM图像，纳米纤维直径（df）分布直方图以及静电纺丝装置直流电压源的电流（I）。

图6.在不同气隙长度下制备的ENMs的纤维间距（di）的累积和分布。

图7.不同PVDF ENMs的渗透通量（Jw）以及渗透物的相应电导率用于研究（a）电压，（b）聚合物流速，（c）气隙距离和（d）厚度对渗透通量的影响，（e）纤维间距的尺寸与平均纤维直径的比率（di/df）对渗透通量的影响（蒸馏水和30g/L NaCl水溶液作为进料，Tf=80℃，Tp=20℃，进料和渗透搅拌速率w=500rpm）。

图8.制备的相同厚度（低厚度和高厚度）的PVDF ENMs的FESEM图像和纳米纤维尺寸分布。

图9.制备的相同厚度（低（a）和高（b）厚度组）的ENMs的应力-应变曲线。拉伸强度（TS）、断裂伸长率（Eb）和杨氏模量（YM）与纳米纤维直径的关系（c）。

图10.渗透通量（Jw）与所制备的低（a）和高（b）厚度ENMs的纳米纤维直径的关系（蒸馏水，12、30和60g/L NaCl水溶液作为进料，Tp=20℃，进料和渗透液搅拌速率w=500rpm）。

图11.渗透通量（Jw）与所制备的低（a）和高（b）厚度ENMs的di/df之比的关系（蒸馏水和30g/L NaCl水溶液用作进料，Tf=80℃，Tp=20℃，进料和渗透搅拌速率w=500rpm）。

图12.LT-1 ENM的渗透通量（Jw）（a），进料和渗透液的盐浓度以及除盐系数（b）与DCMD操作时间（t）的关系，最初膜的进料和渗透侧均使用30g/L NaCl水溶液（Cf=30g/L，Tf=73.5℃，Tp=20℃，进料和渗透液的搅拌速度w=500rpm）。

图13.使用30g/L NaCl作为进料溶液，蒸馏水作为渗透液的连续65h DCMD实验期间，LT-1 ENM的渗透通量（Jw）和除盐系数（α）（Cf=30g/L，Tf=80℃，Tp=20℃，进料和渗透液搅拌速率w=500rpm）。