DOI:10.1016/j.memsci.2020.118877

膜的抗湿和防垢能力是膜蒸馏的两个关键特性。本研究制备了一种超疏水性杂化复合纳米纤维膜，其主要是基于水热法和化学气相沉积（CVD），在PVDF纳米纤维膜上构建疏水性ZnO纳米线（P-ZnO@PVDF）。采用模拟草生长的方法，提高了ZnO纳米线与PVDF纳米纤维膜之间的粘附力。由于疏水性ZnO纳米线引起的滑移和Cassie-Baxter态，P-ZnO@PVDF膜呈现出高孔隙率、窄孔径分布、超疏水性、抗湿性和防垢性。此外，在60℃的进料温度和20℃的馏出温度下操作60h后，具有良好耐久性的膜表现出99.9％的脱盐率和15.7 L m-2 h-1的稳定渗透通量。该杂化复合纳米纤维膜有望成为膜蒸馏长期运行的候选材料。

图1.P-ZnO@PVDF膜的制备示意图。

图2.（a）ZnO2h@PVDF，（b-d）不同反应时间制备的P-ZnO@PVDF的FE-SEM图像：（b）1h，（c）2h，（d）3h；i）膜的反面和ii，iii）膜的正面。P-ZnO2h@PVDF中（e）C，（f）F，（g）Zn和（h）Si的EDX映射。（j）P-ZnO2h@PVDF的反面，（k）正面，（l-m）整个横截面的FE-SEM图像。

图3.ZnO2h@PVDF膜在改性之前和之后的（a）FT-IR光谱，（b）XRD图谱，（c，d）XPS光谱，（e，f）C1s峰，（g）不同元素的含量。

图4.（a）孔径分布，（b）不同膜正/反面的静水角（带有斜线的一列是膜的正面），（c）P-ZnO2h@PVDF膜的滑移角，（d）P-ZnO2h@PVDF膜的不同低表面能盐水接触角（低表面能溶液含3.5wt％NaCl）。

图5.（a）ZnO2h@PVDF膜，（b）浸入不同pH溶液后的P-ZnO2h@PVDF膜的FE-SEM图像（ax，bx：x为pH值）；i）膜的反面和ii）膜的正面。

图6.（a）P-ZnO2h@PVDF和商用PVDF膜的MD性能比较（进料溶液：10wt％NaCl），（b）P-ZnO2h@PVDF和商用PVDF膜的渗透通量和脱盐率（进料溶液：20mM CaSO4），（c）P-ZnO2h@PVDF膜在60h操作下的MD性能（进料溶液：3.5wt％NaCl，1.26g/L CaCl2、10mg/L BSA，30g/L MgSO4和10mg/L SDBS），（d和f，h和j）P-ZnO2h@PVDF和商用PVDF膜进料侧的FE-SEM图像，红色圆圈为CaSO4晶体。（e和g，i和k）P-ZnO2h@PVDF和商用PVDF膜蒸馏侧的FE-SEM图像，（l，m）原始P-ZnO2h@PVDF和商用PVDF膜的FE-SEM图像。

图7.（a，c）ZnO2h@PVDF膜和（b，d）P-ZnO2h@PVDF膜的防湿和防垢机理示意图。