中科院过程工程所曹宏斌研究员团队提出新型聚四氟乙烯中空纤维膜制备方法

来源：CBG资讯

近日，中国科学院过程工程所曹宏斌研究员团队提出以乳液静电纺丝的方法制备一种基于纳米纤维组装的新型聚四氟乙烯（PTFE）中空纤维膜。相对于传统机械拉伸法制备的PTFE中空纤维膜，该膜兼具纳米纤维膜（高孔隙率）和中空纤维膜（自支撑性和高装填密度）的优点，整个制膜过程无需使用有机溶剂和润滑剂，实现了PTFE中空纤维膜绿色制备和膜性能的新突破。

PTFE以其优异的耐腐蚀性、热稳定性和疏水性而被认为是一种理想的疏水膜材料，但是其难被溶解，熔融流动性差，难以进行加工。目前PTFE中空纤维膜的唯一加工方法是机械拉伸法，但是该方法所制备的膜孔隙率低，严重制约了分离过程的效率。

中国科学院过程工程所曹宏斌研究员团队提出以水溶液粘度高、易于热分解的聚氧乙烯（PEO）作为粘结剂和PTFE颗粒混合成水性纺丝液，以非旋转线电极作为连续化制备的接收器。PEO包覆PTFE颗粒在高电压下被拉伸成PTFE/PEO混合纳米纤维，沉积在线电极上形成初始膜。在一定温度下烧结后，初始膜中的PEO分子被完全分解，PTFE颗粒之间熔融成纳米纤维并通过纤维节点粘结组装成目标PTFE中空纤维膜。

该膜在膜蒸馏应用中蒸汽通量达到商业PTFE中空纤维膜的4.6～8.8倍、文献报道的3.2～11.6倍。纤维的微-纳多级结构赋予该膜超疏水性，在长时间和盐度不断升高的膜蒸馏实验中表现出高而稳定的脱盐性能，表明其在海水淡化、高盐废水处理等领域具有良好的应用前景。相关成果发表于Journal of Membrane Science（J. Membr. Sci. 2019, 583, 200-208）。