DOI: 10.1016/j.desal.2023.116544

通过在超疏水聚四氟乙烯（PTFE）织物基底上静电纺丝由聚（N-异丙基丙烯酰胺）/聚苯乙烯（PNIPAM/PS）组成的温度敏感型表层，制备了一种热响应复合膜。在使用35g/L NaCl进料溶液的膜蒸馏（MD）过程中，PNIPAM/PS-PTFE膜显示出35.78L/（m2·h）（LMH）的高平均渗透通量，比商用PTFE膜（22.06LMH）高1.6倍。同时，PNIPAM/PS-PTFE膜保持了99.99%的盐截留率。值得注意的是，所制备的膜具有良好的长期MD操作耐久性和改进的抗污染性。即使有机污染物沉积在膜表面，热驱动清洁也能使渗透通量恢复至近100%。其回收率远高于商用PTFE MD膜。更重要的是，用真正的垃圾渗滤液进行90h MD操作后，在热驱动清洁的帮助下，其渗透通量保持在85%。这项工作为热响应膜的制备提供了一种有效策略，它可以同时实现高渗透通量和污染可逆性。实验表明，这种新型热响应MD膜在处理含有机污染物的废水方面具有一定的应用价值。

图1.热响应复合膜的制备过程示意图。

图2.（A）25℃和（B）65℃下，接触60s期间，复合膜随时间变化的动态水CA。（C）接触60s后，制备的复合膜在25℃和65℃下的可热切换接触角。

图3.（A）E-PTFE、（B）PNIPAM/PS表层、（C）PTFE基底层和（D）PNIPAM/PS-PTFE横截面的SEM图像。（E）E-PTFE、（F）PNIPAM/PS表层侧和（G）PTFE基底层侧的AFM图像。

图4.（A）E-PTFE和PNIPAM/PS-PTFE的ATR-FTIR光谱、（B）XPS光谱、（C）TGA曲线和（D）孔径分布。

图5.（A）C-PTFE、E-PTFE和PNIPAM/PS-PTFE的渗透通量和盐截留率，（B）当浓缩35g/L NaCl溶液时，制备膜的渗透流量和盐截留率，（C）PNIPAM/PS-PTFE对35g/L NaCl进料溶液进行膜蒸馏的长期耐久性试验。

图6.当存在（A-B）SA和（C-D）HA时，C-PTFE和PNIPAM/PS-PTFE随时间变化的归一化通量和防污性能。

图7.（A）SA和（B）HA污染后已清洁的C-PTFE的SEM图像。（C）SA和（D）HA污染后已清洁的PNIPAM/PS-PTFE的SEM图像。

图8.PNIPAM/PS-PTFE膜对（A）SA溶液和（B）HA溶液的循环实验。

图9.以真实垃圾渗滤液为进料时PNIPAM/PS-PTFE和C-PTFE膜在90h内的MD性能。

图10.（A）真实的垃圾渗滤液，（B）具有PNIPAM/PS-PTFE膜的MD系统中的渗透物和（C）DI水的EEM荧光光谱。