Category of Research Project：國家自然科學(xué)基金 國際(地區(qū))合作與交流項(xiàng)目
list of participants ：張所波， 張奇峰，李勝海，薛博欣，姚進(jìn)，周圣陽，陳耀寒，孫宇軒，趙子銘，王茜
beginning and ending dates ：2020.01 - 2022.12
本項(xiàng)目針對高含鹽有機(jī)污染物廢水成分復(fù)雜、毒性強(qiáng)、鹽含量、有機(jī)污染物含量高，難以用傳統(tǒng)生物、化學(xué)方法處理等特點(diǎn)，圍繞耐溶劑及抗污染膜材料設(shè)計(jì)制備及多組分有機(jī)物精準(zhǔn)分離等關(guān)鍵科學(xué)問題，開展了基于聚醚醚酮耐溶劑膜及復(fù)合膜制備、耐污染碟管式膜組件制備以及汽車涂裝廢水處理工藝等方面的研究。提出了保護(hù)-脫保護(hù)策略制備聚醚醚酮耐溶劑膜。制備可溶解加工的含亞胺的聚醚醚酮前驅(qū)體（PEEKI），采用溶液相轉(zhuǎn)化法制備成膜后，用酸性水溶液脫除亞胺保護(hù)，得到耐溶劑的不對稱膜。打通了關(guān)鍵單體及PEEKI樹脂的合成工藝路線，實(shí)現(xiàn)了PEEKI樹脂2公斤/釜的批量化制備。以PEEKI樹脂為制膜基礎(chǔ)原料制得的PEEK不對稱膜在甲苯、丙酮和乙醇中的溶脹比均低于1.0%、在DMF中的溶脹比為7.21%，體現(xiàn)了優(yōu)異的耐溶劑性能。開發(fā)了新型含磷酸酯基的酰氯并作為有機(jī)相共聚單體與間苯二胺進(jìn)行界面聚合得到膦酸酯官能化的聚酰胺反滲透復(fù)合膜。制備的膜在保持99%以上的NaCl脫除率的同時(shí)，水通量可以達(dá)到79 L m-2 h-1，是未添加該單體制備的復(fù)合膜水通量的2.25倍。此外，該膜具有優(yōu)異的抗污染性質(zhì)。開發(fā)了新型含螺環(huán)結(jié)構(gòu)的四酰氯單體，通過引入微孔結(jié)構(gòu)，大大提升了耐溶劑復(fù)合膜的滲透通量。系統(tǒng)研究了反滲透膜規(guī)?；苽浼夹g(shù)，實(shí)現(xiàn)了反滲透膜材料連續(xù)500米制備的穩(wěn)定中試制備，年產(chǎn)能約3-4萬平方米。采用分切、導(dǎo)流布網(wǎng)、超聲焊接工藝，制備了適用于高有機(jī)污染物濃度、復(fù)雜組分水體過濾的碟管式反滲透膜組件（DTRO)，建立了制備能力1000支/年的碟管式反滲透膜組件裝備平臺(tái)及完善的膜組件性能檢測設(shè)備體系。利用項(xiàng)目開發(fā)的耐有機(jī)溶劑反滲透膜組件及成套設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了汽車涂裝清洗劑廢水在汽車涂裝車間內(nèi)就地分離成清水、清洗劑濃縮液、以及漆渣和顏料的混合物，其中清水和清洗劑濃縮液實(shí)現(xiàn)了重復(fù)利用。在一汽-大眾汽車公司涂裝車間建立的處理裝置處理能力為4-8噸/日，實(shí)現(xiàn)了水性漆清洗廢液85-90%減量化。目前，該裝置的已完成了一年穩(wěn)定運(yùn)行考核。綜合核算，該技術(shù)可節(jié)約危廢水處理費(fèi)約60%。
項(xiàng)目執(zhí)行期間發(fā)表SCI論文7篇，發(fā)表在Journal of Membrane Science (2021,620,118899)上的文章被評為Choice of Editor Article。共申請發(fā)明專利9項(xiàng)，其中已授權(quán)1項(xiàng)。培養(yǎng)博士研究生7名，其中5人已獲得博士學(xué)位，其中1人獲國家獎(jiǎng)學(xué)金，3人獲威高獎(jiǎng)學(xué)金。