1-仿 Adamantanamine 用于增强膜蒸发膜的生物仿PVDF基膜表面工程
材料科学
2025-03-21 v1
摘要
膜蒸发（MD）是脱盐技术的前沿，利用相变效应以最小能源资源高效分离盐水中的水蒸气。为此，开发了具有调节孔隙形貌和表面化学的膜材料，生物仿3D松果状结构，提高对水（淡化）和/或有害VOC（VOC去除）的亲和力。首次采用VIPS-PVDF膜和绿色改性剂1-仿 Adamantanamine，生成具有革命性网络结构的膜材料。该改性剂被引入聚合物基体内部或通过共价键接附于表面和孔隙结构。结果产生了在极端水压（>11.5 bar）下仍能防渗透且保持卓越蒸汽传输效率的膜材料。1-仿 Adamantanamine促进传输并增强对VOC的亲和力，确保在MD工艺的不同应用中膜材料具有卓越的性能。当将其与1-仿 Adamantanamine化学修饰的膜（PVDF_Ch02）进行比较时，传输效率提升了3.6倍，MTBE去除的分离系数由3.48提高到15.22，EtOH去除的分离系数由2.0提高到3.46。MD工艺中MTBE去除的工艺分离指数从20 kg m-2 h-1（PVDF）提升至297 kg m-2 h-1（PVDF_Ch02）。所有材料在MD应用中表现出高度稳定和耐用。这种创新方法不仅革新了淡化技术，也为除淡化技术之外的广泛应用提供了巨大潜力，尤其是在污水处理领域。对新膜材料制冷板上冰形成过程的研究提供了对冰形成机制及膜LEP在其中的作用的深入见解。
引用
@article{arxiv.2503.15930,
title = {1-Adamantanamine implementation in surface engineering of biomimetic PVDF-based membranes for enhanced membrane distillation},
author = {Samer Al-Gharabli and Nafisah Al-Rifai and Simona Jurevičiūte and Aivaras Kareiva and Artur P. Terzyk and Emil Korczeniewski and Ewa Olewnik-Kruszkowska and Zuzanna Flanc and Waldemar Jankowski and Wojciech Kujawski and Joanna Kujawa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.15930},
year = {2025}
}
备注
56 pages, 17 figures, 5 tables