一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 卢弘毅 信息与安全工程学院环境工程 2020年九月 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 周靖承 信息与安全工程学院 讲师 工程技术管理 四、项目简介 Ⅰ度公益社是挂靠在信息与安全工程学院的校级环保公益社团，是环境科学与工程系产学研师生一体化的社会服务平台，由多位博士、教授组成的专家团进行一对一项目定向指导，依托信息与安全工程学院环境科学与工程系和安环实验教学中心开展一系列活动。

Ø 本项目是采用独特的首创工艺—“连续增溶液浆法”在同一条生产线上生产多种高质量的非离子型纤维素醚（主要是混合醚）和其交联产品。

该项目以造纸制浆废液中回收的工业木质素为原料，经氧化、催化、缩合、磺化等化学改性及表面活性剂的配伍得到混凝土、砂浆用外加剂。用本专利产品生产的混凝土和砂浆具有优异的减水增强性和抗渗、抗裂性，其减水率达18%～25%，比现有技术提高了1～1.5倍，透水压力比达到325％，可降低混凝土早期水化热、减少混凝土内部裂缝，提高混凝土耐久性；本发明技术在广东、山东等地建成5个年产1万吨、1个年产2万吨的基地，产品成功应用于广东省重点工程潮州水利枢纽、广东省水利厅无缝坝示范工程－乳源坝美电站等六十多家工程，近三

混凝土砂浆3D打印机是将混凝土砂浆或其它增材，通过喷嘴挤出，逐层打印生成3D实体。本打印机适用于大型结构设计的微观化评价、快速建房、多维度建筑等。公司研发的3D打印机集机械、自动化、信息化为一体，结合科研高校的实际应用，可对材料科学的研究提供多种方案的设计。

成果与项目的背景及主要用途：用于 CO2 分离的膜技术在天然气、沼气的 净化，三次采油中的 CO2 回收，密闭空间中的 CO2 脱除以及减轻温室效应等领 域有广阔的应用性前景。与传统的 CO2 分离技术相比，膜分离方法具有投资少， 能耗低，环境友好，设备简单紧凑、节约空间、高效灵活、易于操作等优点，而 且 CO2 浓度越高，膜法分离越经济，即使 CO2 浓度低于 5%，用膜法的费用也 仅为吸收法的 64.7%。 18天津大学科技成果选编 19 可以用于脱除酸性气体的膜主要有液膜、无机膜和高分子膜，实际应用中满 足气体分离要求的目前只有高分子膜。但普通的高分子膜也存在高的渗透性和选 择性不能兼得的缺点。含有固定载体的促进传递膜兼具液膜和普通高分子膜的优 势，能同时具有高的分离系数和透过速率，而且稳定性好，是一类很有发展前途 的气体分离膜，已引起国际上研究者们的极大关注。 技术原理与工艺流程简介：本研究成果合成了几种对 CO2 具有促进传递作 用的固定载体膜材料，通过载体与 CO2 的相互作用促进 CO2 在膜内的传递，因 而具有较高的渗透选择性。同时由于载体是以化学键固定在高分子上，因此具有 很好的稳定性。 本成果以自主开发的固定载体膜材料为分离层，以多种材质的超滤膜为基膜， 制备了用于 CO2 分离的固定载体复合膜。所研制的复合膜，其 CO2/CH4 透过分 离性能处于世界领先水平。 技术水平及专利与获奖情况：所制备的固定载体复合膜 CO2/CH4 分离因子 可达 100～300，CO2 渗透速率可达 10-6～10-5 cm3(STP)/cm2·s·cmHg。 本研究成果共获得发明专利 3 项，分别为： 1. 用于酸性气体分离的固定载体复合膜制备方法（专利号：ZL02148632.8） 2. CO2 气体分离复合膜的制备方法（专利号：01144974.8） 3. 用于分离酸性气体的固定载体复合膜制备方法（专利号：ZL02158530.X） 本成果与所在课题组其他成果一起，获 2004 年度天津市自然科学奖一等奖 应用前景分析及效益预测：本研究成果所开发的 CO2 分离膜制备技术其经 济效益是明显的。首先，采用 CO2 膜分离可以降低我国能源生产的成本。我国 目前的天然气产量已经超过 300 亿 m3，若其中的 10%以膜分离方法来进行净化， 则需要约 12 万 m2 的膜才能满足需要，与传统方法相比每年可节约 4000 万元。 此外，由于可持续发展和环境保护的需要，采用城市生活垃圾和其他工业垃圾生 产沼气近年来得到了迅速发展。至今，我国已建设了大中型沼气池 3 万多个，总 容积超过 137 万 m3，年产沼气 5.5 亿 m3，采用膜分离技术处理这些沼气也需要 大量的 CO2 分离膜。最后，随着海上油气资源的开发以及农业生产中气肥的大 量使用，对 CO2 分离膜的需求和产生的效益也很大。天津大学科技成果选编 应用领域： 1. 天然气、沼气的净化； 2. 三次采油中的 CO2 回收； 3. 密闭空间中的 CO2 脱除； 4. 农业生产中气肥的使用。 该项目需要以下条件： 1. 聚合物合成的相关设备及原料：反应釜，冷却装置等。 2. 复合膜加工设备及原料：涂膜机，干燥器，膜交联设备，交联剂等。 3. 膜组件加工设备及原料。 4. 需要厂房面积大于 1000m2。 合作方式及条件： 由天津大学提供膜材料合成、复合膜制备、交联等相关技术，由合作方提供 厂房、设备、原材料及相关的人员配套。 

研发了几种高性能的提取及分离稀散金属铼的活性体系。以生物质废弃物废纤维素为原材料，胺基修饰制备得到了六种胺基化废纸吸附剂，对 Re(VII) 表现出较高的吸附性能。针对含铼料液中经常伴生钼的问题，研制了以稻壳、秸秆为原材料的吸附剂，经酯化后，得到了两种吸附材料 ORH 、 OCS ，以另一种天然生物质褐藻为原材料，经酯化后，得到了具有活性的交联吸附剂 CAS 。通过对实际料液分离铼的动态模拟实验，验证了这几类吸附剂的实际应用性，对 Re(VII) 的回收率可达 97% 以上，为工业应用奠定了基础。针对传统铼的液相分离体系，研制成功多种用于固相萃取的树脂微球，其分离过程可避免传统液液萃取体系易产生第三相，以及产生大量无机废弃物等弊端，实现了快速、绿色的分离效果。以工业液液分离反应器为蓝本，自行设计建制了一套恒温萃取装置，温度控制范围在 5 ℃ -80 ℃，控温精度可达± 0.05K 。在此装置上测定了 10 余套铼的液液分离过程中的热力学参数，以经典的统计力学结合溶液化学理论，计算得到了液液分离过程的热力学参数，进一步解释了萃取反应过程中的溶液化学理论，为反应器的工业化奠定了基础。

成果简介： 戊二胺发酵液中存在大量的盐，传统操作通过直接精馏或者加丁醇萃取后精馏的操作手段，得到纯品戊二胺。但这一分离过程存在能耗高，产品色泽差，精馏塔底部盐难以处理等问题。为此，本项目利用色谱分离技术，提出了无酸碱的离子交换色谱技术，分离过程用水做洗脱剂，高效分离戊二胺和盐，得到戊二胺水溶液，再次进行精馏操作，则大大降低了精馏能耗。整个分离过程中无溶剂

成果简介： 本项目针对柠檬酸发酵液或者柠檬酸母液中柠檬酸和易碳化合物的连续高效分离。整个分离过程中只添加水做洗脱剂，实现了清洁化的生产，符合现代环保要求。利用自行设计合成的新型吸附树脂，是易碳化合物和柠檬酸的分离度达到了0.8，易碳化合物不吸附，通过调整树脂内的孔结构和比表面积，使得分离过程中柠檬酸在树脂上的拖尾现象得到了明显的改善。本项目中，分离得到的