本實(shí)用新型屬于化學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及到膜分離相關(guān)技術(shù)，特別涉及一種應(yīng)用于氣隙式薄膜脫鹽的復(fù)合膜結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

薄膜脫鹽是一種分離的技術(shù)，是膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)蒸發(fā)過程相結(jié)合的新型膜分離過程。它與常規(guī)蒸餾一樣都以汽液平衡為基礎(chǔ)，依靠蒸發(fā)潛熱來實(shí)現(xiàn)相變。它以膜兩側(cè)的溫差所引起的傳遞組分的蒸汽壓力差為傳質(zhì)驅(qū)動(dòng)力，以不被待處理的溶液潤濕的疏水性微孔膜為傳遞介質(zhì)。膜分離技術(shù)的核心是膜本身。用來制備薄膜材料的固有化學(xué)特性和物理結(jié)構(gòu)等直接影響分離的能力和效果。薄膜脫鹽模塊的結(jié)構(gòu)形式主要有直接接觸式、空氣間隙式、真空式、空氣掃氣試等。其中，直接接觸式和空氣間隙式(氣隙式)是最為常用的兩種結(jié)構(gòu)形式。直接接觸式是利用兩相異溫水溶液直接接觸于薄膜的兩側(cè)，水蒸氣從高溫側(cè)穿過薄膜，并直接凝結(jié)在低溫側(cè)的水溶液中?？諝忾g隙式結(jié)構(gòu)中，薄膜與冷凝板之間加入空氣間隙，高溫側(cè)水溶液產(chǎn)生的水蒸氣穿過薄膜直接凝結(jié)在冷凝板上，同時(shí)冷凝板被另一側(cè)的低溫介質(zhì)帶走熱量，冷凝水可以被單獨(dú)收集，主要優(yōu)勢(shì)是避免了直接接觸式的預(yù)混合過程。在空氣間隙式結(jié)構(gòu)中薄膜與冷凝板之間一般需要隔層支撐，用以保證冷凝水可以沿冷凝板排出。但隔層的厚度顯著影響獲得凈水的單位通量。隔層厚度越大，在單位薄膜面積、單位時(shí)間內(nèi)，可以收集到的凈水總量越低。目前，對(duì)于采用空氣間隙式結(jié)構(gòu)的薄膜脫鹽裝置中，隔層一般由塑料網(wǎng)格構(gòu)成，常用材料為聚丙烯(PP)等，這種網(wǎng)格厚度一般在1毫米、2毫米甚至更厚([1].Alsaadi A S,Ghaffour N,Li J D,et al.Modeling of air-gap membrane distillation process:a theoretical and experimental study[J].Journal of membrane science,2013,445:53-65.[2].Guo F,Servi A,Liu A,et al.Desalination by membrane distillation using electrospun polyamide fiber membranes with surface fluorination by chemical vapor deposition[J].ACS applied materials&interfaces,2015,7(15):8225-8232.)。已有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，降低隔層厚度將提高膜兩側(cè)的有效蒸汽壓差，進(jìn)而增加水蒸氣穿過薄膜的通量。由于隔層的厚度約束，采用空氣間隙式結(jié)構(gòu)的薄膜脫鹽的單位通量受到限制。另外，對(duì)于空氣間隙式結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，也包括在間隙中添加海綿、沙子等多孔介質(zhì)([3]Francis L,Ghaffour N,Alsaadi A A,et al.Material gap membrane distillation:a new design for water vapor flux enhancement[J].Journal of membrane science,2013,448:240-247.)，這種方法也可以有效提高薄膜脫鹽的單位通量，但同時(shí)也增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，通過制備一種復(fù)合結(jié)構(gòu)的薄膜或者對(duì)現(xiàn)有薄膜的后期處理，使得用于氣隙式薄膜脫鹽模塊的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，不需要放入隔層，直接將復(fù)合膜置于高溫側(cè)與冷凝板之間。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種應(yīng)用于氣隙式薄膜脫鹽的復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括粗纖維層和薄膜層，粗纖維層由直徑在1μm～100μm的粗纖維構(gòu)成，粗纖維層作為支撐結(jié)構(gòu)附著于薄膜層上，形成復(fù)合膜結(jié)構(gòu)。

所述的粗纖維層由纖維液體拉伸或擠壓或噴射成型，再經(jīng)過干燥或冷卻定型得到或者由纖維液體通過拉伸方式直接形成。

所述的粗纖維層附著于薄膜層的方式分為兩種，粗纖維層附著于薄膜層的方式分為兩種，一種是纖維層尚未干燥或冷卻定型前，將一層或幾層粗纖維覆蓋于薄膜上，粗纖維以不規(guī)則的方式覆蓋在薄膜一側(cè)，并自發(fā)附著于薄膜上，形成復(fù)合膜結(jié)構(gòu)；另一種是固態(tài)的粗纖維層通過熱壓或者有機(jī)溶解或者化學(xué)交聯(lián)的方式附著于薄膜上，形成復(fù)合膜結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型的效果和益處是簡(jiǎn)化了現(xiàn)有的氣隙式薄膜脫鹽模塊結(jié)構(gòu)，增加蒸汽單位通過量，增加了氣隙式薄膜脫鹽的單位凈水能力。

附圖說明

圖1是鹽度(質(zhì)量濃度)為3.5％使用復(fù)合膜材料與使用隔層滲透流量對(duì)比圖。

圖2是鹽度(質(zhì)量濃度)為5％使用復(fù)合膜材料與使用隔層滲透流量對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。

一種復(fù)合結(jié)構(gòu)的薄膜或者對(duì)現(xiàn)有薄膜的后期處理，包括薄膜層和粗纖維層。除鹽薄膜層為疏水材料，粗纖維層既可以為疏水材料，也可以為親水材料。粗纖維的材料可以為親水材料，例如尼龍等；也可以為疏水材料，例如聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯等。

本實(shí)用新型是將粗纖維附著于薄膜上的新型復(fù)合膜材料。制作方式可以將粗纖維直接噴附于薄膜上；也可以將粗纖維提前制作,然后在附著在現(xiàn)有薄膜上。粗纖維制作可采用紡絲技術(shù)，也可采用拉伸等成膜方式。纖維附著方式可采用熱壓，有機(jī)溶解，化學(xué)交聯(lián)等方式。

將粗纖維附著于薄膜上制成新型復(fù)合膜材料。將新型復(fù)合膜材料用于薄膜除鹽實(shí)驗(yàn)中，所得實(shí)驗(yàn)曲線如圖1和圖2所示：

通過對(duì)比可以看出復(fù)合膜材料可以提高膜的滲透通量。相同溫差條件下，復(fù)合膜材料滲透通量是使用隔層的一倍以上，最高可達(dá)6倍，說明復(fù)合膜材料在相同條件下，有更好的凈水能力。