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  海水或苦咸水淡化是實現淡水資源開源增量的有效技術，然而現有淡化技術通常水分回收率低，因而在淡化的同時排放大量的高鹽廢水。零液排放（ZLD）是一種廢水處理的新興趨勢，即要求最大限度地回收水資源，減少廢水排放，這就需要淡化技術能夠將鹽水處理至超高鹽工況。膜蒸餾是一種基于微孔疏水膜的熱驅動水處理過程，其通過疏水膜構建高溫液體和低溫液體間微米級的氣相通道，水分子在溫差的驅動下蒸發凝結從而去除水中的非揮發性溶質。因為氣液相變過程的存在，膜蒸餾具有處理高鹽廢水的潛力。然而在實際應用中，疏水膜的浸潤成為膜蒸餾失效的重要挑戰，特別是在含低表面張力污染物的高鹽廢水的處理中。因為疏水膜是靠疏水膜氣液界面處液體彎月面的拉普拉斯力來抵抗液體的侵入，一方面低表面張力污染物會在氣液界面聚集顯著降低液體的表面張力，另一方面高鹽的存在會促進液體的浸潤，因此膜蒸餾在含低表面張力污染物的高鹽廢水處理中，穩定性極差。

圖1 水凝膠復合膜抗潤濕性能

  為了解釋H-PTFE復合膜在含SDS表面活性劑的高鹽溶液中穩定性的原因，他們測試了不同水凝膠（包括PAAM、PSA、PHEA）形成的H-PTFE復合膜的突破壓力，發現兩個有意思的現象：1）上述內部結構和官能團性質迥異的水凝膠材料突破壓力十分接近，且突破壓力較大，PSA、PAAM這類普遍認為孔隙在微米量級的水凝膠在厚度為750微米時突破壓力也可達到20 bar，且該壓力可能也不是真實突破壓力，復合膜的突破可能是因為水凝膠膜的機械破壞；2）突破壓力不受表面活性劑濃度影響。

圖2 H-PTFE突破壓力測試及孔徑表征

圖3 水凝膠復合膜微觀抗潤濕機制

圖4 H-PTFE膜處理復雜高鹽廢水

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.4c00219