绿色生物溶剂Cyrene?制备PVDF微孔膜及其在直接接触式膜蒸馏海水淡化中的应用研究

本文创新性地采用生物基绿色溶剂Cyrene?替代传统有毒溶剂（如NMP/DMF），通过非溶剂诱导相分离（NIPS）结合气相诱导相分离（VIPS）技术制备聚偏氟乙烯（PVDF）微孔膜，并首次应用于直接接触式膜蒸馏（DCMD）海水淡化系统。该膜在3.5 wt% NaCl溶液中表现出>17 LMH的通量和>99.99%的脱盐率，为可持续水处理技术提供了环保解决方案。

　　

Highlight亮点

本研究首次将生物基绿色溶剂Cyrene?应用于PVDF微孔膜的制备，并通过直接接触式膜蒸馏（DCMD）实现高效海水淡化。膜材料在仅15秒VIPS处理下即具备优异性能：11.0 MPa拉伸强度、76%孔隙率、128-131°接触角及0.4 μm平均孔径，突破传统溶剂的环境毒性瓶颈。

Section snippets章节精选

Materials材料

采用Arkema公司PVDF（Kynar 761，M_w=440,000 g·mol^-1）与Sigma-Aldrich提供的Cyrene?（二氢左旋葡糖烯酮）作为核心原料，通过蒸馏水作为凝固浴制备平板膜。

Membrane preparation膜制备

创新性采用PVDF/Cyrene?体系，通过调控VIPS暴露时间（<1分钟）、凝固浴温度等参数，实现膜结构的精准调控，显著提升工业化生产可行性。

Phase diagram相图分析

PVDF/Cyrene?/水三元体系相行为研究表明，液相-液相（L-L）分离与固相-液相（S-L）结晶存在动力学竞争，溶剂极性显著影响β相（TTTT构型）的形成，这为多功能膜设计提供理论依据。

Conclusion结论

Cyrene?制备的PVDF膜在DCMD中展现出>17 LMH水通量和>99.99%脱盐率的双重优势，其对称结构兼具高机械强度与疏水性，标志着绿色溶剂在膜技术领域的重大突破。

（注：翻译严格保留专业术语如TTTT构型、M_w等符号规范，并采用"凝固浴"等行业术语增强专业性，同时通过"突破瓶颈"等表述提升可读性。）