华为|用于自主太阳能海水淡化的 MXene 涂层膜（一）( 三 ) 智能手机|vivo|OPPO|手机行业

2.2. MXene涂层膜的制造
使用传统的真空辅助过滤方法，用Ti3C2TX MXene涂覆几种商业疏水性PTFE微滤膜（标称孔径为0.22 μm ，厚度为200 μm ，平均接触角为127.7° ，来自SterlitechInc.）. (264954)为了获得保形涂层和有效附着到疏水性PTFE表面，亲水性MXene纳米片分散在极性较小的溶剂（而不是水）中，即甲醇，它同时具有亲水性和疏水性段。使用若干量的Ti3C2TX分散体调整每单位面积的MXene负载，以将 Ti3C2TX纳米片以不同的面密度（即1.4、2.3和3.5 mg/cm2）涂覆到PTFE膜上，并在本文中表示为MX1.4、MX2.3和MX3.5 ，分别。 Ti3C2TX纳米片所用甲醇分散体的浓度固定在ca 。 1毫克/毫升。沉积后，将涂有MXene的膜在真空下干燥过夜。 40 °C并储存在真空干燥器中以备进一步使用。
2.3. MXene表征
使用扫描电子显微镜(SEM)探测涂覆的MXene薄膜的形态和元素化学计量。 SEM使用配备有Oxford Instruments能量色散X射线(EDX)检测器的Zeiss Merlin工作站进行。横截面和俯视SEM图像分别在5 kV的电子高压(EHT)和1.8和2.6 mm的工作距离(WD)下拍摄。对于原始PTFE膜， WD为4.7毫米。 EDX图是在15 kV的EHT和8.5 mm的WD下获得的。使用拉曼光谱和X射线衍射(XRD)组合研究合成的MXene的质量。使用配备绿色和红色激光器（即分别为532和633 nm）和Olympus 50×物镜的微型拉曼光谱仪（LabRAM Aramis ， Horiba ， Japan）进行拉曼光谱。使用带有Cu Kα辐射（λ = 1.5408 ?）的Bruker粉末X射线衍射仪（D8 Advance ， AXS系统，德国）获得XRD图案。在5-50°的2θ范围内，扫描速率为0.02°/步（0.5 s/步）。使用Cary 5000 UV-vis-NIR光谱仪(Varian Inc.)在190-1000 nm的吸收范围内进行紫外-可见(UV-vis)光谱分析。在获得吸收数据之前应用基线校正。
2.4. PMD实验
使用定制的丙烯酸MD模块测试了MXene涂层膜的性能，该模块的活性膜面积为0.0025 m2 (50 × 50 mm) 。安装在MD模块内部的扁平Ti3C2TX涂层膜夹在进水和冷却水流动通道之间。给水以不同的水盐度通过顶置罐进料。同时，使用齿轮泵（75211型， Cole-Parmer ， USA）冷却水再循环（逆流方向）。通过针阀(Swagelok SS-31RS4)控制给水流量，而冷却剂流量固定在100 mL/min 。使用水浴（600-F型， Julabo ， Germany）将进料水和冷却水的入口温度保持在20 °C 。保持固定的入口温度对于避免在黑暗条件下（无照明）形成可能导致偏移通量的温度梯度至关重要。
在PMD过程中，使用太阳模拟器（OAI ， TriSOL ， 350W）以一个太阳的照明功率密度（约1000 W/m2）对膜进行照明。使用光度计（Extech-SDL-400）将光强度维持在ca 。 1000瓦/平方米。石英光学窗口(50 mm × 50 mm)安装在MD模块的顶部，以最大限度地减少入射光的吸收。图S1显示了用于光热膜曝光的模块几何形状和曝光部分。用于检查原始和MXene涂层膜的PMD性能的整个实验装置的示意图分别如图1和S2所示。为了正确评估制造膜的PMD性能，我们同时研究了进料浓度和流速的影响。为此，我们在四种不同的浓度（即0.36、5、10和20 g/L）下进行了研究，在每种浓度下， PMD性能在四种不同的流速下进行测试，即0.1 ，分别为2、4、8、12和20 mL/min 。使用热敏电阻(NTC 10K精度= 0.01 °C)记录进料和冷却剂流的入口和出口温度，并使用红外(IR)相机(Fluke TiS40)捕获膜表面温度。使用记录在计算机上的数字天平（Mettler Toledo ， ML6002T ，精度0.001 g）对馏出物质量进行称重。使用精确的电导率计(WTW 3310)监测馏出物电导率，以观察整个MD过程中发生的任何膜孔润湿情况。

图1.基于MXene的PMD设置示意图。使用静水压力将给水（顶部蓝色水箱2 L）供应到进水通道，并使用针阀保持流量。在计算机界面秤上对渗透物进行称重。实验装置的照片可以在图S2B中找到。