传统的膜蒸馏（MD）会经历界面温度极化，因此当使用热盐水作为主要热驱动时，可能遭受热效率降低的问题。

为了解决这一问题，新泽西理工学院Wen Zhang报道了开发了一种导电Fe₃O₄/聚苯胺（PANI）包覆的聚四氟乙烯（Fe₃O₄/PANI@PTFE）膜，用于实现电磁感应下的局部界面加热，从而提高直接接触MD （DCMD）的热效率。

文章要点

1）研究人员将感应响应型Fe₃O₄纳米颗粒分散在导电PANI聚合物基体中，并通过喷涂与疏水多孔PTFE膜结合。

2）结果显示，得益于导电聚合物网络所形成的多个导电通道或涡流通道，在导电PANI聚合物基体中分散Fe₃O₄纳米颗粒的热效率（2.0 °C·s^-1）比直接在没有PANI的PTFE上分散Fe₃O₄纳米颗粒（1.1 °C·s^-1）提高了近一倍。同时，随着冷却剂流速（1.4到22.9 cm·min^-1）和感应功率（0.9到3.6 kW）的增加，渗透通量从0.7 增加到 3.4 L·m^-2·h^-1。但当增加进料流速（3.5 wt.% NaCl溶液）（1.4到8.6 cm·min^-1）后，由于水/膜接触传质时间不足，渗透通量从5.0降至1.6 L·m^-2·h^-1。

3）研究人员通过有限元分析对感应加热膜界面处的热传输和质量传输过程进行了分析，与实验结果基本一致，并且确定热效率高达88%，高于传统DCMD （20~58%）。

这种新型复合膜材料设计和新型界面传热传质机制，为感应加热DCMD的研究奠定了基础。

参考文献

Weihua Qing, Zhifeng Hu, Qingquan Ma and Wen Zhang, Conductive Fe₃O₄/PANI@PTFE Membrane for High Thermal Efficiency in Interfacial Induction Heating Membrane Distillation, Nano Energy, (2021)

DOI：10.1016/j.nanoen.2021.106339

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106339