【48812】重磅!东北师范大学环境科学方向以一起通讯作者身份宣布Science
经过处理市政废水和淡化海水等方式获取的十分规水源来添加再生水量,关于缓解全球水资源缺少至关重要。中心、国务院发布的《关于深化打好污染防治攻坚战的定见》中指出,要施行国家节水举动,强化农业节水增效、工业节水减排、乡镇节水降损。水利部、国家展开变革委在《关于加强十分规水源装备使用的辅导定见》也提出,到2025年,全国十分规水源使用量逾越170亿立方米。
曩昔半个世纪,薄膜复合(TFC)反渗透膜(RO)一直是海水淡化和水净化技能的黄金规范,也是重塑我国“水安全”规划的重要组成部分。近年来,《我国制作 2025》、《海水淡化使用展开举动计划(2021-2025年)》等方针文件的出台也已清晰将其归入国家严重战略规划。虽然TFC-PA膜具有十分超卓的“溶质-水”别离功用,但其在实践淡化工艺过程中仍面对许多应战。学界一起以为现在限制反渗透范畴展开的要素有四点:1)渗透性与选择性之间的权衡;2)对中性小分子的去除率缺乏;3)易受有机/无机物污染;以及4)对活性氯等氧化剂的耐受性低、易产生化学降解等问题。
针对上述膜资料在使用场景中的实在工程问题,近来我校环境学院霍明昕、王宪泽团队联合美国工程院院士Menachem Elimelech教授(耶鲁大学)、南京理工大学张轩教授在反渗透膜水处理研讨方向取得重要展开。研讨内容以一起通讯作者身份在《科学》(Science)上宣布题为“More resilient polyester membranes for high-performance reverse osmosis desalination”的论文。
研讨团队将目光锁定于绿色功用化资料——聚酯别离膜,并展开了结构创制与技能革新。
经过分子规划手法,凭借“共溶剂辅佐”界面聚合的制膜办法,规划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),提高了反响物从水相迁移至有机相的分散速率,构建了无缺点、且具有优异才能“水/盐选择性”的三维网络聚合物薄膜结构,一起的分子结构与奇妙的制备工艺一起造就了DHMBA型聚酯反渗透膜的优异功用。其间,羧基与酚羟基赋予了反响物的自聚合特色,1,3,5-三替代的结构按捺了苯环的直接氯化反响途径,而甲基的引进则供给了空间位阻,增大了模型化合物的改变势能(DFT证明),然后延缓了酯基在碱性条件下的水解。
新膜资料活性层的厚度远低于商业膜(全球干流的TFC-PA),且外表粗糙度仅为2.36±0.32 nm,在脱硼率、耐氯性、抗有机污染、抗无机结垢等要害点评目标方面均表现超卓,综合功用在多维度逾越职业标杆。因为DHMBA型聚酯反渗透膜沿用了现有商用膜的出产的根本工艺,安稳使用场景掩盖海水(pH 8.0–8.5)和市政废水(一般pH 7.0–8.5)等pH值规模,使其大规模出产极具远景,对反渗透技能在水处理职业的展开具有里程碑的含义。
上述研讨得到了国家自然科学基金联合基金(U20A20322),面上项目(52170027)的赞助。
霍明昕、王宪泽团队自2015年起与美国工程院院士/我国工程院外籍院士Menachem Elimelech教授环绕水资源再生展开水处理技能与工艺研制,近十年间经过遴派优异教师、博士前往国外进修,约请院士团队到国内沟通等方式展开深度协作,科研团队先后取得国家自然科学基金要点、教育部要点、建设部要点、吉林省严重等项目30余项,现在共获国家科学技能进步奖二等奖3项,省部级科学技能进步一等奖3项、二等奖2项、三等奖3项,宣布代表性学术论文200余篇。出书学术专著2部,参加承建70余项水处理工程建设项目。