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
huakai完成签到,获得积分10
刚刚
5555发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
Tao发布了新的文献求助20
1秒前
1秒前
漠然完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
健忘曼彤完成签到,获得积分10
3秒前
林洛沁发布了新的文献求助10
4秒前
斯文败类应助张果果采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
开放的黎云完成签到 ,获得积分10
6秒前
ding应助坚强冰枫采纳,获得10
6秒前
xiaolizi发布了新的文献求助10
7秒前
蓝天发布了新的文献求助10
7秒前
lpp发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
思源应助青春奇谈采纳,获得10
8秒前
9秒前
9秒前
9秒前
Ambition发布了新的文献求助20
10秒前
隐形曼青应助tooty采纳,获得10
11秒前
11秒前
12秒前
伍呜呜发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
14秒前
KEYANTUTU发布了新的文献求助50
14秒前
14秒前
七七发布了新的文献求助10
14秒前
光喵完成签到,获得积分10
15秒前
ann28251发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
lihuanmoon完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
光喵发布了新的文献求助10
18秒前
5555完成签到,获得积分10
18秒前
19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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6527948
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8320929
关于积分的说明 17812265
捐赠科研通 5629492
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2930423
邀请新用户注册赠送积分活动 1907190
关于科研通互助平台的介绍 1766609