膜蒸馏高效海水淡化的关键,在于一种同时具有较高蒸馏通量和抗润湿性的疏水膜。这些要求对膜的设计提出了一个矛盾的问题——膜孔径的增大可以提高蒸馏能力,但也增加了对润湿的敏感性。到目前为止,通过简单的处理方法创造合适的聚合物膜仍然是一个挑战。

AECR实验室正致力于研究一种新方法来制造具有分层多孔结构的超疏水膜。通过在微孔膜基底上涂覆一层薄薄的有机硅纳米丝网络,分层膜同时显示了更优异的疏水和蒸馏性能。
纳米丝外层结构可以在极高静水压力(>11.5 bar)下有效防止膜的润湿,同时不影响水蒸汽的输运。与最先进的商业膜相比,膜内的大微孔可以使得蒸馏通量提高60%。相比于聚乙烯和聚四氟乙烯膜,纳米丝涂层膜不仅在长期暴露于热盐水条件下表现出优越的热稳定性,而且大大提高了海水淡化过程的热效率,从84%提高到93%。我们将进一步开发这种新策略,使其应用于分布式水处理系统。