贤集网6月29日讯：根据世界卫生组织的数据，全世界约有 7.85 亿人缺乏清洁的饮用水源。尽管地球上的水量很大，但大部分是海水，淡水仅占总量的2.5%左右。提供清洁饮用水的方法之一是淡化海水。在土木工程和建筑技术（KICT）的韩国协会已经宣布了性能稳定的静电纺丝纳米纤维膜的发展，把海水转化为膜蒸馏过程的饮用水。

膜润湿是膜蒸馏中最具挑战性的问题。如果膜在膜蒸馏操作期间出现润湿，则必须更换膜。对于长期操作，特别观察到渐进式膜润湿。如果膜完全润湿，膜会导致膜蒸馏效率低下，因为进料流过膜会导致低质量的渗透。

同轴静电纺丝装置示意图。

由Yunchul Woo 博士领导的KICT 研究团队开发了通过另一种纳米技术（静电纺丝）制造的同轴静电纺纳米纤维膜。这种新的海水淡化技术表明它具有帮助解决世界淡水短缺问题的潜力。开发的技术可以防止润湿问题，还可以提高膜蒸馏过程的长期稳定性。膜中的纳米纤维应形成三维层次结构，以获得更高的表面粗糙度和更好的疏水性。

同轴静电纺丝技术是制造具有三维分层结构的膜的最有利和最简单的选择之一。Woo博士的研究团队以聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯为核心，混合低浓度聚合物的二氧化硅气凝胶为鞘，制成同轴复合膜，获得超疏水膜表面。事实上，与传统聚合物相比，二氧化硅气凝胶的热导率要低得多，这导致膜蒸馏过程中由于传导热损失的减少而增加了水蒸气通量。

大多数在膜蒸馏应用中使用电纺纳米纤维膜的研究运行时间不到 50 小时，尽管它们表现出高水蒸气通量性能。相反，Woo 博士的研究团队使用制造的同轴电纺纳米纤维膜应用膜蒸馏工艺 30 天，即 1 个月。

同轴电纺纳米纤维膜在 1 个月内的脱盐率为 99.99%。根据结果，由于其低滑动角和导热性能，该膜运行良好，没有润湿和污染问题。温度极化是膜蒸馏的显着缺点之一。由于传导热损失，它会降低膜蒸馏操作期间的水蒸气通量性能。该膜适用于长期的膜蒸馏应用，因为它具有几个重要的特性，例如低滑动角、低热导率、避免温度极化、减少润湿和结垢问题，同时保持过饱和的高水蒸气通量性能。

Woo 博士的研究团队指出，在市售的膜蒸馏过程中，稳定的过程比高水蒸气通量性能更重要。Woo 博士说，同轴电纺纳米纤维膜在处理海水溶液方面具有很强的潜力，而且不会出现润湿问题，可能是中试规模和实际规模膜蒸馏应用的合适膜。