化工学院“化工发展论坛”学术报告会（第三十三期）

报告时间：2021年4月23日星期五下午2:00

报告地点：东院202会议室

报告人简介

何涛，中科院上海高等研究院研究员。1997年毕业于四川大学化工学院获学士学位，1997年毕业于中科院大连化物所获硕士学位，2001年毕业于University of Twente获博士学位。

先后在荷兰X-Flow/Norit公司和法国Aquasource/Degremont公司从事研发和科研管理工作。2007年回国在南京工业大学短暂停留，于2010年起任现职，2013年起任上海科技大学兼职教授。何涛研究员承担国家自然科学基金委、科技部、中科院、上海市科委、Shell、Disney、Baxter等国家、地方和世界500强企业科研项目30余项，发表论文120余篇（SCI论文94篇），H-index =32。

何涛研究员是英国皇家学会“牛顿高级学者”，Desalination杂志Co-Editor。研究兴趣：高含盐卤水资源化技术，正渗透和纳滤膜技术，极端环境下的高性能膜材料和分离技术，疏水表面污染和结垢现象。

报告介绍

为什么超疏水膜耐结垢/耐污染？

何涛¹，刘莉²，王一丹²，李战胜³，尹华兵⁴，李雪梅¹¹中国科学院上海高等研究院；²上海科技大学；³大连理工大学高分子材料系；⁴格拉斯哥大学工程学院 

疏水膜的污染和结垢一直是膜蒸馏研究的重要课题之一。回顾过去十年，缓解膜蒸馏污染和结构的研究指明超疏水膜或双疏膜材料是重要解决方案。其理论依据是：热力学分析表明，提高膜的疏水性可以减少污染/结垢的形成。然而文献中对两类型膜材料耐污染和耐结垢的研究结果还存在矛盾。

（上）表面带微米柱膜的聚偏氟乙烯膜制备工艺流程图。

（下）表面滑移示意图。

传统的污染/结垢理论的假设基于固（膜）-液界面处流速为零。我们挑战该假设，提出膜蒸馏过程中存在液-固-气相三相界面和超疏水膜表面的滑移假设。为了验证表面滑移，我们设计了表面带有规整阵列结构、多孔微米柱的超疏水聚偏氟乙烯微孔膜。通过借鉴Navier模型，采用流变分析证明了超疏水膜表面液-固-气界面的流速大于零，即存在滑移(图1右)。

通过系统的热力学和水力学分析，我们证明了现有关于结垢和污染的热力学理论的不足，并采用基于表面滑移的水力学理论解释了现有数据的差异和矛盾。在研究工作中，我们还将讨论如何从工程角度实现表面滑移，从而缓解膜蒸馏过程中的污染和结垢。

基金：国家自然科学基金 (21676290、21978315、51861145313、21808236）and Newton Advanced Research Fellowship (NA170113）