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面向高盐卤水浓缩的超疏水膜的耐结垢的耐污染研究的开题报告
一、选题背景
近年来，海水淡化技术成为解决水资源问题的重要手段之一。淡化海水的主要方法是蒸发结晶法、反渗透法和电渗析法等。其中，反渗透技术作为一种最具应用前景的淡化海水方法，其技术成熟度和运行稳定性得到了广泛认可。
然而，反渗透法使用的高盐度海水在膜组件内会出现高浓度的盐水，这对应了超高的盐度，高盐卤水束缚著膜组件的长期稳定性和脱盐速率。此问题包括两个方面，一方面高盐度会导致膜部分结垢，进而影响膜的使用寿命；另一方面，在海洋环境下，受大规模藻类生长和沉积物含量增加等等原因，超疏水膜因附着有生物和有机颗粒而进一步降低膜的性能。因此，超疏水膜具有较好的耐污染和耐结垢效果，已成为高盐性水体反渗透膜领域的一个前沿研究方向。
二、研究目的
本研究的目的是设计和制备具有超疏水特性的反渗透膜，评估其在高盐度海水浓缩过程中的抗污染和抗结垢性能。具体目的如下：
1.设计制备一种具有优良超疏水设计的反渗透膜;
2.分析该超疏水膜在高盐度海水的浓缩过程中的抗污染性能；
3.分析该超疏水膜在高盐度海水的浓缩过程中的抗结垢性能；
4.分析超疏水膜的经济性和环境可持续性。
三、研究方法
本研究使用的研究方法包括模具法制备超疏水膜、高盐卤水的浓缩实验、扫描电镜(SEM)和接触角仪的特性测试、浸泡实验和直接浓缩实验。
（1）模具法制备超疏水膜
选择氢氧化铝作为膜表面微铺来制备超疏水膜。首先，利用滤纸过滤的方法，将不同浓度的氢氧化铝溶液微铺在表面上，并于60℃干燥。随后，通过不同条件下的静电纺丝法，将聚合物液滴沉积在含氢氧化铝的表面上，从而制备出超疏水膜。
（2）高盐卤水的浓缩实验
在实验室内设计装置，通过反渗透法将高盐卤水进行脱盐处理。具体而言，高浓度海水先通过一道过滤器过滤，去除一些大颗粒杂质。然后，将这些经过滤的海水输入一个反渗透装置中，以获得脱盐水。在输出脱盐水后，使用该水对超疏水膜进行直接浓缩和浸泡实验，以更好地评估超疏水膜的性能。
（3）特性测试
通过接触角仪测量超疏水膜的接触角和SEM检测膜表面的形貌，以评估超疏水膜的性能。通过SEM图像，可以分析超疏水膜表面的微观形貌，从而证明超疏水膜在高盐浓缩过程中具有抗结垢和抗污染性。
四、研究预期成果
本研究的预期成果包括以下几点：
1.设计制备了一种具有优良超疏水特性的反渗透膜，具有较好的抗结垢性；
2.在高盐水浓缩过程中，该超疏水膜表现出较好的抗污染和抗结垢性；
3.在耐盐海水反渗透膜制备中，获得了一种高效的超疏水治理技术，这为大规模制备更具经济和环境的反渗透膜打下了基础；
4.本研究的结果还有助于推进国内海水淡化技术的发展，为缓解我国的水资源紧缺问题提供了有效的途径。
五、结论
通过本研究的前期工作，可以预计将能够设计和制备具有优良超疏水特性的反渗透膜，并分析了其在高盐度海水浓缩过程中的抗污染和抗结垢性能。这些成果有望为实现高效盐海水脱盐和海水淡化做出重要贡献，并为促进我国水资源可持续利用做出重大贡献。