Anisotropic gypsum scaling of corrugated polyvinylidene fluoride hydrophobic membrane in direct contact membrane distillation

膜蒸馏 缩放比例 垂直的 材料科学 接触角 成核 复合材料 化学 几何学 海水淡化 生物化学 数学 有机化学
作者
Junling Hu,Hesam Bazargan Harandi,Y. B. Chen,Liwei Zhang,Huabing Yin,Tianbai He
出处
期刊:Water Research [Elsevier]
卷期号:244: 120513-120513
标识
DOI:10.1016/j.watres.2023.120513
摘要

Membrane distillation (MD) technology has gained a lot of attention for treatment of geothermal brine, high salinity waste streams. However, mineral scaling remains a major challenge when treating complex high-salt brines. The development of surface-patterned superhydrophobic membranes is one of the core strategies to solve this problem. We prepared flat sheet membranes (F-PVDF) and hydrophobic membranes with micron-scale corrugated pattern (C-PVDF) using a phase separation method. Their scaling behavior was systematically evaluated using calcium sulfate solutions and the impact of the feed flow was innovatively investigated. Although C-PVDF shows higher contact angle and lower sliding angle than F-PVDF, the scaling resistance of C-PVDF in the perpendicular flow direction has worst scaling resistance. Although the nucleation barrier of the corrugated membrane is the same at both parallel and perpendicular flow directions based on the traditional thermodynamic nucleation theory, experimental observations show that the C-PVDF has the best scaling resistance in the parallel flow direction. A 3D computational fluid dynamics (CFD) model was used and the hydrodynamic state of the pattern membranes was assessed as a determinant of the scaling resistance. The corrugated membrane with parallel flow mode (flow direction in parallel to the corrugation ridge) induces higher fluid velocity within the channel, which mitigated the deposition of crystals. While in the perpendicular flow mode (flow direction in perpendicular to the corrugation ridge), the solutions confined in the corrugated grooves due to vortex shielding, which aggravates the scaling. These results shed light on the mechanism of scaling resistance of corrugated membranes from a hydrodynamic perspective and reveal the mechanism of anisotropy exhibited by corrugated membranes in MD.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
许小六完成签到 ,获得积分10
1秒前
乐天生完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
杏林靴子完成签到,获得积分10
3秒前
吱吱吱吱完成签到 ,获得积分10
4秒前
辛勤的泽洋完成签到 ,获得积分10
5秒前
collins发布了新的文献求助10
5秒前
乂氼完成签到 ,获得积分10
6秒前
韶冰蓝完成签到,获得积分10
9秒前
温柔樱桃完成签到 ,获得积分10
10秒前
害怕的听筠完成签到,获得积分10
13秒前
仁爱的觅夏完成签到,获得积分10
22秒前
爱睡觉的虾米完成签到 ,获得积分10
23秒前
Vista2023toFD完成签到,获得积分10
25秒前
chengxue完成签到,获得积分10
26秒前
微凉完成签到 ,获得积分10
28秒前
魔幻梦芝完成签到,获得积分10
30秒前
橙子发布了新的文献求助30
30秒前
ohh完成签到 ,获得积分10
36秒前
三脸茫然完成签到 ,获得积分0
38秒前
hhh完成签到 ,获得积分10
40秒前
空空道人完成签到 ,获得积分20
43秒前
cliff139完成签到,获得积分10
45秒前
共享精神应助高骏伟采纳,获得10
47秒前
jinjing完成签到,获得积分10
53秒前
ZZXX完成签到 ,获得积分10
54秒前
笨笨的蓝天完成签到,获得积分10
55秒前
55秒前
隐形曼青应助collins采纳,获得30
58秒前
稳重乌冬面完成签到 ,获得积分10
59秒前
高骏伟发布了新的文献求助10
1分钟前
南风完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
陈曦读研版完成签到 ,获得积分10
1分钟前
123发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
li8888li8888完成签到 ,获得积分10
1分钟前
wang完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Kelly发布了新的文献求助10
1分钟前
flippedaaa完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
T/SNFSOC 0002—2025 独居石精矿碱法冶炼工艺技术标准 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6043061
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7802132
关于积分的说明 16237882
捐赠科研通 5188582
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2776621
邀请新用户注册赠送积分活动 1759673
关于科研通互助平台的介绍 1643237