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
所所应助dd采纳,获得10
刚刚
刚刚
邓艳梅完成签到,获得积分10
2秒前
防御完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
搜集达人应助jianzhong张采纳,获得10
4秒前
乐乐应助优雅若蕊采纳,获得10
4秒前
4秒前
5秒前
yh发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
7秒前
淳简菈基茨德完成签到 ,获得积分10
8秒前
杨莹完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
洁净初柳完成签到,获得积分10
9秒前
星辰大海应助情书采纳,获得10
9秒前
dd发布了新的文献求助10
10秒前
牛气冲天完成签到,获得积分20
10秒前
七七发布了新的文献求助10
10秒前
张二十八发布了新的文献求助10
11秒前
拼搏幻竹发布了新的文献求助10
13秒前
今后应助PH采纳,获得10
13秒前
科研通AI6.2应助江恋采纳,获得10
13秒前
lzq完成签到 ,获得积分10
13秒前
牛气冲天发布了新的文献求助10
14秒前
张yy完成签到,获得积分10
14秒前
科研通AI6.4应助晓111采纳,获得10
14秒前
dqbhxwx发布了新的文献求助10
15秒前
tangmo完成签到 ,获得积分10
15秒前
16秒前
16秒前
16秒前
桐桐应助老乔采纳,获得10
17秒前
lizhi发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
lzc4632发布了新的文献求助20
21秒前
Angie发布了新的文献求助10
21秒前
21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
APA handbook of comparative psychology: Basic concepts, methods, neural substrate, and behavior 1000
全员动态考核,锚定高质量发展:读懂同济大学教师人事改革新政的深层价值 900
Health Psychology 800
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
Römisch-Germanische Forschungen 500
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 7595178
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9171949
关于积分的说明 19633791
捐赠科研通 7172523
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3267793
关于科研通互助平台的介绍 2432592
邀请新用户注册赠送积分活动 2260843