Maximizing the wetting resistance of fluorine-free omniphobic membranes for hypersaline wastewater desalination

润湿 聚二甲基硅氧烷 表面能 化学工程 接触角 膜蒸馏 化学 海水淡化 氟碳化合物 生物污染 材料科学 纳米技术 复合材料 有机化学 生物化学 工程类
作者
Yinchuan Yang,Sifat Kalam,Sadaf Shabanian,Kevin Golovin,Xuefei Zhou,Yalei Zhang,Jongho Lee
出处
期刊:Water Research [Elsevier BV]
卷期号:261: 122021-122021 被引量:16
标识
DOI:10.1016/j.watres.2024.122021
摘要

Membrane distillation (MD) equipped with omniphobic (non-wetting) membranes has found a niche in water reclamation from hypersaline industrial wastewater. Here, we examined the efficacy of non-fluorinated materials as surface coating agents for omniphobic MD membrane fabrication, and identified necessary mechanisms to attain a maximized wetting resistance using fluorine-free materials. We first prepared MD membranes with different surface chemistries using a series of linear alkylsilanes and polydimethylsiloxane (PDMS) as representative fluorine-free, low surface energy materials. Membranes modified with a longer chain alkylsilane exhibited a lower surface energy and demonstrated a greater wetting resistance in direct contact MD experiments using feedwaters of various surface tensions. Despite the nearly identical surface energy measured for the longest alkylsilane and PDMS, PDMS-modified membrane exhibited an extended antiwetting performance as compared to the membrane treated with the longest alkylsilane. To elucidate the source of the distinctive wetting resistance, we examined the nucleation and condensation kinetics on the surfaces with the different surface chemistries via environmental scanning electron microscopy. Our analysis suggests that the membranes treated with long chain alkylsilanes contain surface defects (i.e., hydrophilic regions) whereas the high mobility of the PDMS effectively minimizes the defect exposure, slowing down the condensation and subsequent surface wetting.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
刚刚
黄尔法发布了新的文献求助30
刚刚
1秒前
1秒前
cooperko发布了新的文献求助10
1秒前
碧海苍梧完成签到,获得积分10
2秒前
YC发布了新的文献求助10
2秒前
勿忘9451完成签到,获得积分10
4秒前
明理妙梦发布了新的文献求助10
4秒前
依米医意完成签到,获得积分10
4秒前
crazycathaha发布了新的文献求助30
5秒前
5秒前
6秒前
123w123发布了新的文献求助10
6秒前
GGB完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
灵巧大地发布了新的文献求助10
9秒前
dddd完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
所所应助吴在在采纳,获得10
10秒前
hust610wh发布了新的文献求助10
11秒前
别问我发布了新的文献求助10
11秒前
lntano发布了新的文献求助10
11秒前
dsw完成签到 ,获得积分10
12秒前
卡卡完成签到 ,获得积分10
12秒前
立na发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
Northstar发布了新的文献求助20
13秒前
14秒前
今后应助crazycathaha采纳,获得10
15秒前
後知後孓完成签到,获得积分10
15秒前
笨笨的楼房完成签到,获得积分10
16秒前
cdercder应助执着的水之采纳,获得10
17秒前
狂野的高山完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
852应助xuelei采纳,获得10
17秒前
17秒前
後知後孓发布了新的文献求助10
18秒前
活泼的冬寒完成签到,获得积分10
18秒前
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
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
Virus-like particles empower RNAi for effective control of a Coleopteran pest 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7069663
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8731164
关于积分的说明 18475917
捐赠科研通 6602768
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3127487
关于科研通互助平台的介绍 2224502
邀请新用户注册赠送积分活动 2102712