Elucidating the Trade-off between Membrane Wetting Resistance and Water Vapor Flux in Membrane Distillation
Notice bibliographique
Résumé
Membrane distillation (MD) has been receiving considerable attention as a promising technology for desalinating industrial wastewaters. While hydrophobic membranes are essential for the process, increasing membrane surface hydrophobicity generally leads to the reduction of water vapor flux. In this study, we investigate the mechanisms responsible for this trade-off relation in MD. We prepared hydrophobic membranes with different degrees of wetting resistance through coating quartz fiber membranes with a series of alkylsilane molecules while preserving the fiber structures. A trade-off between wetting resistance and water vapor flux was observed in direct-contact MD experiments, with the least-wetting-resistant membrane exhibiting twice as high vapor flux as the most wetting-resistant membrane. Electrochemical impedance analysis, combined with fluorescence microscopy, elucidated that a lower wetting resistance (still water-repelling) allows deeper penetration of the liquid-air interfaces into the membrane, resulting in an increased interfacial area and therefore a larger evaporative vapor flux. Finally, we performed osmotic distillation experiments employing anodized alumina membranes that possess straight nanopores with different degrees of wetting resistance, observed no trade-off, and substantiated this proposed mechanism. Our study provides a guideline to tailor the membrane surface wettability to ensure stable MD operations while maximizing the water recovery rate.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».