中新網(wǎng)長(zhǎng)春4月20日電 (記者 郭佳)中美科研人員在反滲透膜水處理研究方向取得重要進(jìn)展，他們研發(fā)出一種新膜材料——聚酯膜材料，其在海水淡化、市政廢水凈化等領(lǐng)域有廣闊應(yīng)用前景。記者20日從東北師范大學(xué)獲悉，該校兩名科研人員參與研究，該成果近期發(fā)布在《科學(xué)》上。
該成果由南京理工大學(xué)張軒教授、東北師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院霍明昕、王憲澤團(tuán)隊(duì)、美國(guó)工程院院士Menachem Elimelech教授(耶魯大學(xué))共同完成，題為“More resilient polyester membranes for high-performance reverse osmosis desalination”(高適應(yīng)力的聚酯薄膜用于高性能反滲透海水淡化)的論文。
通過(guò)處理市政廢水和淡化海水等形式獲取的非常規(guī)水源來(lái)增加再生水量，對(duì)于緩解全球水資源短缺至關(guān)重要。學(xué)界普遍認(rèn)為目前制約反滲透領(lǐng)域發(fā)展的因素有對(duì)中性小分子的去除率不足、易受有機(jī)/無(wú)機(jī)物污染、對(duì)活性氯等氧化劑的耐受性低、易發(fā)生化學(xué)降解等問(wèn)題。
科研人員在分析實(shí)驗(yàn)。東北師范大學(xué)供圖中美研究團(tuán)隊(duì)將目光鎖定于綠色功能化材料——聚酯分離膜，并開(kāi)展了結(jié)構(gòu)創(chuàng)制與技術(shù)革新，通過(guò)分子設(shè)計(jì)手段，借助“共溶劑輔助”界面聚合的制膜方法，設(shè)計(jì)并合成了一類“間苯二酚衍生物—3，5-二羥基-4-甲基苯甲酸”(DHMBA)，提高了反應(yīng)物從水相遷移至有機(jī)相的擴(kuò)散速率，構(gòu)建了無(wú)缺陷且具有優(yōu)異的三維網(wǎng)絡(luò)聚合物薄膜結(jié)構(gòu)。
由于DHMBA型聚酯反滲透膜沿用了現(xiàn)有商用膜的生產(chǎn)工藝，穩(wěn)定應(yīng)用場(chǎng)景覆蓋海水(pH8.0–8.5)和市政廢水(通常pH7.0–8.5)等pH值范圍，使其大規(guī)模生產(chǎn)極具前景，對(duì)反滲透技術(shù)在水處理行業(yè)的發(fā)展具有里程碑的意義。
研究團(tuán)隊(duì)介紹，新膜材料活性層的厚度遠(yuǎn)低于商業(yè)膜(全球主流的TFC-PA)，且表面粗糙度僅為2.36±0.32 nm，在脫硼率、耐氯性、抗有機(jī)污染、抗無(wú)機(jī)結(jié)垢等關(guān)鍵評(píng)價(jià)指標(biāo)方面均表現(xiàn)出色，綜合性能在多維度超越行業(yè)標(biāo)桿。
東北師范大學(xué)霍明昕、王憲澤團(tuán)隊(duì)自2015年起與美國(guó)工程院院士/中國(guó)工程院外籍院士Menachem Elimelech教授圍繞水資源再生開(kāi)展水處理技術(shù)與工藝研發(fā)，近十年間通過(guò)選派優(yōu)秀教師、博士前往國(guó)外深造，邀請(qǐng)?jiān)菏繄F(tuán)隊(duì)到國(guó)內(nèi)交流等形式開(kāi)展深度合作，科研團(tuán)隊(duì)先后獲得國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)、教育部重點(diǎn)等項(xiàng)目30余項(xiàng)。(完)