乳液静电纺丝制备新型聚四氟乙烯中空纤维膜用于膜蒸馏

膜蒸馏(MD)是一种新兴的膜分离技术，具有广泛的潜在应用，包括海水淡化、高盐度卤水处理、食品加工、热回收和生物医学应用。膜是MD系统的重要组成部分，用于液态水输送和水蒸汽输送介质。由于膜缺乏理想的疏水性和高孔隙度，MD的实际应用受到限制。聚四氟乙烯(PTFE)具有优良的耐化学性、热稳定性和强疏水性，是一种很有吸引力的膜材料。但是，由于聚四氟乙烯耐溶剂性高、熔体粘度高使得传统工艺难以实现聚四氟乙烯中空纤维膜的制备。

近日，中科院过程工程研究所李玉平研究员以聚四氟乙烯纳米纤维为原料，首次采用无旋转集电极乳液静电纺丝法制备了一种环保型聚四氟乙烯中空纤维膜，并进行了高温烧结。此外，作者研究了PTFE/PEO质量比和烧结温度对所得薄膜形貌和性能的影响。制备的聚四氟乙烯中空纤维膜兼具电纺纳米纤维膜和中空纤维膜的优点，具有孔隙率高(82%以上)、自支撑性好、超疏水性好等优点。膜烧结在380°C具有最高的机械强度、抗拉强度、杨氏模量，破坏时应变分别为30.5 Mpa、53 Mpa和315%。制备的聚四氟乙烯中空纤维膜的渗透通量约为工业聚四氟乙烯中空纤维膜的4.6-8.8倍，比文献报道的聚四氟乙烯中空纤维膜的渗透通量高3.2-11.6倍。此外，所制备的膜在长期和不断升高的盐度实验中表现出高而稳定的通量，表明其在膜蒸馏(MD)的应用，甚至在高盐废水的处理中具有广阔的应用前景。相关研究成果以“Novel PTFE hollow fiber membrane fabricated by emulsion electrospinning and sintering for membrane distillation”为题目发表于《Journal of Membrane Science》上。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.memsci.2019.04.037

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