膜蒸馏结垢行为分析的新框架

来源：中国科学院（Chinese Academy of Sciences）

膜蒸馏（MD）是一种利用疏水膜进行分离的热驱动脱盐技术。在MD中，利用热量来补偿蒸发的潜热，并在该过程中产生工业所需的超纯水。它可以处理含有高总溶解固体的水流，几乎完全排斥非挥发性物质。然而，目标流体大多是高盐的，并且含有复杂的有机和无机化学物质，这会导致疏水膜的污染和结垢。因此，了解疏水膜的污染/结垢现象一直是MD的研究重点。

近年来，研究人员尝试采用超疏水膜来改善MD的结垢和抗污染性能，但不同模型的结果存在差异。

为了解开这个谜团，中国科学院上海高级研究所（SARI）何涛教授领导的研究小组，与英国格拉斯哥大学尹华兵教授和俄罗斯科学院 A.V. Topchiev 石油化学合成研究所 VOLKOV Alexey 教授合作，提出了超疏水膜抗结垢的滑面流体力学理论。

为了证明这一理论，科学家们设计并实现了一种带有微柱阵列的多孔膜。使用微成型相分离（mPS）方法成功制备了超疏水膜。

该小组进一步利用流变仪测量来量化膜表面的滑移长度。表面润湿性的模拟结果表明，表面润湿性、滑移和结垢/污垢阻力之间存在很强的相关性。

分析MD膜污染/结垢行为的新框架可以识别膜的润湿性和水动力特性，对疏水膜的设计和膜蒸馏的进一步发展具有重要意义。

关于MD膜的流体力学行为和耐结垢、耐污染的研究结果以 "Understanding the fouling/scaling resistance of superhydrophobic/omniphobic membranes in membrane distillation."为标题发表在 Desalination 上。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0011916420315423?via%3Dihub

原文网址：http://english.cas.cn/newsroom/research_news/tech/202102/t20210222_263527.shtml

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