首页 > 行业资讯 > 中美科研人员在反渗透膜领域取得重要新突破，可广泛用于海水淡化等领域

中美科研人员在反渗透膜领域取得重要新突破，可广泛用于海水淡化等领域

时间：2024-06-05 来源：浏览：

中美科研人员在反渗透膜领域取得重要新突破，可广泛用于海水淡化等领域

工业水处理

工业水处理

微信号 iwt1981

功能介绍本公众号由中国化工学会工业水处理专业委员会运营，专注于水处理及环境领域学术、技术、项目、产业、资本、政策等多维度探讨，致力于多方面资源融合。以科研、技术、项目、工程、运营、投融资等信息资源，促进技术进步，助力产业发展。

中美科研人员在反渗透膜水处理研究方向取得重要进展，他们研发出一种新膜材料——聚酯膜材料，其在海水淡化、市政废水净化等领域有广阔应用前景。

记者20日从东北师范大学获悉，该校两名科研人员参与研究，该成果近期发布在《科学》上。

该成果由南京理工大学张轩教授、东北师范大学环境学院霍明昕、王宪泽团队、美国工程院院士Menachem Elimelech教授（耶鲁大学）共同完成，题为“More　resilient　polyester　membranes　for　high-performance　reverse　osmosis　desalination”（高适应力的聚酯薄膜用于高性能反渗透海水淡化）的论文。

通过处理市政废水和淡化海水等形式获取的非常规水源来增加再生水量，对于缓解全球水资源短缺至关重要。

学界普遍认为目前制约反渗透领域发展的因素有对中性小分子的去除率不足、易受有机/无机物污染、对活性氯等氧化剂的耐受性低、易发生化学降解等问题。

科研人员在分析实验东北师范大学供图

中美研究团队将目光锁定于绿色功能化材料——聚酯分离膜，并开展了结构创制与技术革新，通过分子设计手段，借助“共溶剂辅助”界面聚合的制膜方法，设计并合成了一类“间苯二酚衍生物——3，5-二羟基-4-甲基苯甲酸”（(DHMBA ），提高了反应物从水相迁移至有机相的扩散速率，构建了无缺陷且具有优异的三维网络聚合物薄膜结构。

由于DHMBA型聚酯反渗透膜沿用了现有商用膜的生产工艺，稳定应用场景覆盖海水（pH8.0–8.5 ）和市政废水（通常pH7.0–8.5 ）等pH值范围，使其大规模生产极具前景，对反渗透技术在水处理行业的发展具有里程碑的意义。

新一代聚酯反渗透膜的分离性能，耐污染及长期海水淡化运行性能数据

团队将目光锁定于聚酯分离膜材料体系，并持续开展了结构创制与技术革新。设计并合成了一类间苯二酚衍生物— 3,5- 二羟基 -4- 甲基苯甲酸（DHMBA），借助 " 共溶剂辅助 " 界面聚合的制膜方法，提高了反应物从水相迁移至有机相的扩散速率，构建了无缺陷、且具有优异 " 水 / 盐选择性 " 的三维网络聚合物薄膜结构，验证了材料优异的反渗透基础分离性能（与 Dupont 公司 SW30 系列海淡膜相当）。

研究团队介绍，新膜材料活性层的厚度远低于商业膜（全球主流的TFC-PA ），且表面粗糙度仅为2.36±0.32 nm， 在脱硼率、耐氯性、抗有机污染、抗无机结垢等关键评价指标方面均表现出色 ，综合性能在多维度超越行业标杆。

论文在投稿过程中也得到了来自编辑和审稿人的共同认可。审稿人认为：" 这是一份高质量的工作，描述了令人印象深刻的膜设计与制备方法。尤其是与行业标准 SW30 膜相比，新膜材料的具有的氯稳定性、对无机晶体沉积的抵抗力和抑制作用 ( This is very high quality work, and the paper describes a membrane formulation that has impressive performance metrics ( especially chlorine stability compared to an industry-standard SW30 membrane, resistance to inorganic crystal deposition, and boron rejection ) "；" 聚酯膜可能能与最先进的聚酰胺反渗透膜竞争主流市场，这代表了自 80 年代 Film Tec 发明以来反渗透膜研究的里程碑前进 ( It appears to be the first polyester membrane that could eventually compete with, or even outperform state-of-the-art polyamide RO membranes, representing a milestone advance for the RO research ( since the invention of Film Tec in the 80s ) "。

上述研究得到了国家自然科学基金及江苏省自然科学基金的资助。此外，研究工作还得到了中科院化学研究所张平霞研究员、东北师范大学霍明昕教授、南开大学曹天池副教授、韩国高级科学技术研究所 Chan hee Boo 教授的指导和帮助。南京理工大学分析测试中心提供了部分测试及技术支持。相关技术已申请中国发明专利 2 项，并获授权（ZL 201911277839.9，ZL 201911270642.2）。

东北师范大学霍明昕、王宪泽团队自2015年起与美国工程院院士/中国工程院外籍院士Menachem　Elimelech教授围绕水资源再生开展水处理技术与工艺研发，近十年间通过选派优秀教师、博士前往国外深造，邀请院士团队到国内交流等形式开展深度合作，科研团队先后获得国家自然科学基金重点、教育部重点等项目30余项。

（来源：中国新闻网、南京理工大学）

点击阅读原文，查看文章原文