膜科学与技术

单位：北京工业大学 环境与生命学部，北京 100124

关键词：表面活性剂；负压膜蒸馏；膜润湿；膜污染；临界胶束浓度

基金：国家自然科学基金项目（2187005)

表面活性剂导致的膜润湿是膜蒸馏技术在处理实际废水面临的主要问题。为了缓解膜润湿现象，采用新型的负压膜蒸馏来评价不同类型表面活性剂盐溶液的润湿能力，并利用扫描电子显微镜、动态光散射等手段分析了表面活性剂的润湿和污染机理。首先，恒浓处理0.1 mM SDS、CTAB以及Tween-20盐溶液，当料液含阴离子表面活性剂（SDS）时，膜通量稳定，冷凝液电导率保持在3 µS/cm以内。而料液含阳离子（CTAB）和非离子表面活性剂（Tween-20）时，膜通量都衰减，甚至出现负值。通过分析污染膜表面以及溶液中表面活性剂胶束的粒径，证实CTAB和Tween-20是通过胶束污染膜表面，造成膜润湿。为了探究胶束污染和表面活性剂浓度之间的关系，分别测试表面活性剂浓度为0.1CMC、0.5CMC、1.0CMC的盐溶液，其中SDS、CTAB以及Tween-20的临界胶束浓度（CMC）分别为9.6×10-3 mol/L、9.1×10-5 mol/L和6×10-5 mol/L。当分别恒浓处理9.1×10-6 mol/LCTAB（0.1CMC）和6×10-6 mol/LTween-20（0.1CMC）盐溶液时，膜通量都能维持稳定；更高浓度时，膜润湿。但对于SDS盐溶液，膜通量都出现衰减，这种原因主要是SDS的临界胶束浓度（9.6×10-3 mol/L）比其他两种表面活性剂高两个数量级，且具更高的亲水亲油平衡值（40），使得盐溶液都具有极低的表面张力（26.4 mN/m），最终导致膜润湿。

来源：2024年第1期

《膜科学与技术》期刊编辑部

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