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CO2分离膜制备技术
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%。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。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。
天津大学
2023-05-10
关于超高通量分离膜的研究成果
纳米孔道的离子输运现象是材料科学和生物物理等领域研究的热点。当纳米孔道的尺度达到纳米即接近分子大小时，将会出现许多奇异的输运现象。研究这些输运现象对于了解细胞膜离子通道机制，制备新型高效分离设备淡化海水、处理污水，探索新型DNA测序方法等都有重要意义。基于核径迹高分子膜制备的纳米孔具有结构坚韧富有柔性并且可以高效大规模制备的优点，但是由于已沿用六十多年的传统化学蚀刻制备法不便可靠控制蚀刻速率，无法达到亚纳米尺度。刘峰和王宇钢课题组基于多年来核径迹纳米孔研究工作的基础（JACS，2008,2009；AFM, 2010,2011; EES, 2011等），首次通过高能重离子轰击高分子膜并进行充分紫外线照射，不进行蚀刻而成功制备亚纳米尺度的核孔膜 （Qi Wen, et al., Advanced Functional Materials，2016, Cover Highlights)。该膜具有超高离子选择性，比如阴阳离子选择性高达108，但导通量离实际应用尚有一定距离。事实上，选择性和通量对于所有离子分离膜都是一对难以调和的矛盾。2017年《Science》专门就此发表题为“Maximizing the right stuff: The trade-off between membrane permeability and selectivity”的长篇评述文章，指出分离膜研究的正确方向是要同时具有高选择性和高通量。通过优选高分子膜并利用新的制备工艺，刘峰、王宇钢课题组所获得的新型纳米尺度核孔膜，在保持碱金属离子与重金属离子高选择性的同时，将离子的输运率提高了3个数量级 （图A）。 这种纳米核孔膜的优异分离性能突破了传统的分离膜和氧化石墨烯等新型分离膜的局限 （图B）。与此同时，他们还建立了高分子纳米孔模型并通过分子动力学模拟揭示，一方面由于孔的半径在0.5纳米左右极大减少了脱水势垒的阻碍从而极大提高了输运量，同时由于部分脱水的离子和表面吸附的电荷之间的相互作用而保持了高选择性 （图C）。 这项研究揭示了纳米孔道的离子输运新机制，并且为突破高选择性和高输运率的矛盾提供了新的思路。通过该方法所制备的高分子膜在过滤重金属元素的水净化，制备新型电池等方面也有重要应用价值。
北京大学
2021-04-11
一种凝胶复合分离膜的制备方法
本发明公开了一种凝胶复合分离膜的制备方法。它包括如下步骤：1）将制膜聚合物、凝胶聚合物、致孔剂与溶剂混合，经机械搅拌充分溶解，脱泡、过滤后得到铸膜液，各组分重量百分比含量如下：制膜聚合物为10～30%；凝胶聚合物为1～5%；致孔剂为0～10%；溶剂为55～89%；2）将铸膜液经过成膜机涂布或挤出，浸入纯水浴中固化成型，得到初生聚合物膜；3）将初生聚合物膜在去离子水中充分清洗，再在空气中晾干，得到凝胶复合分离膜。本发明工艺简单，成本低，得到的凝胶复合分离膜在污水处理、水质净化、油水分离、蛋白质分离、微生物过滤、染料分离等膜分离领域具有广阔的应用前景。
浙江大学
2021-04-13
离子交换纤维分离含铁铟和锌的混合溶液
Ø 成果简介：在湿法冶金中用于同时含有三价和二价金属离子的三价金属或二价金属的富集，浓缩和提纯。Ø 项目来源：自行开发Ø 技术领域：新材料Ø 应用范围：在湿法冶金中用于同时含有三价和二价金属离子的三价金属或二价金属的富集，浓缩和提纯。Ø 现状特点：目前已完成实验室模拟样品的分离和富集。Ø 技术创新：采
北京理工大学
2021-04-14
一种水凝胶改性聚合物分离膜的制备方法
本发明公开了一种水凝胶改性聚合物分离膜的制备方法.其步骤如下:首先将亲水性单体在紫外光辐照下初步聚合,得到亲水性预聚体,与聚合物,添加剂,和交联剂共混后经过成膜机涂布或挤出,得到初生聚合物膜;然后,将初生聚合物膜在紫外光辐照下交联聚合,得到水凝胶改性聚合物分离膜.本发明先将亲水单体制备成预聚体,提高其在成膜过程中的保留率,再通过后续交联,在膜本体及表面固定亲水凝胶层,使膜具有优异的亲水性和保水性.本发明与传统的膜改性法相比,亲水层以凝胶形式存在,亲水效果更佳,稳定性更好.
浙江大学
2021-04-13
中国科大在新型离子分离膜精密构筑方面取得新进展
中国科学技术大学徐铜文教授团队在新型多孔材料分离膜精密构筑方面取得突破性进展，报道了一种具有多层次通道结构的多孔有机笼（POC）离子分离膜。
中国科学技术大学
2022-06-02
离子交换纤维分离含铁铟和锌的混合溶液（产品）
成果简介：在湿法冶金中用于同时含有三价和二价金属离子的三价金属或二价金属的富集，浓缩和提纯。 项目来源：自行开发 技术领域：新材料 应用范围：在湿法冶金中用于同时含有三价和二价金属离子的三价金属或二价金属的富集，浓缩和提纯。 现状特点：目前已完成实验室模拟样品的分离和富集。 技术创新：采用离子交换纤维柱逐个分离提纯含铁铟和锌混合溶液中的铁、铟和锌。 所在阶段：可行性研究 成果知识产权：发明专利申
北京理工大学
2021-04-14
一种互穿网络水凝胶填充复合分离膜的制备方法
本发明公开了一种互穿网络水凝胶填充复合分离膜的制备方法，包括如下步骤：首先，将聚合物膜在第一单体溶液中浸泡，取出后在紫外光下辐照交联，得到第一网络凝胶复合分离膜；然后，将第一网络凝胶复合分离膜在第二单体溶液中浸泡，取出后通过热引发交联，形成互穿网络水凝胶填充复合分离膜。本发明制备的互穿网络水凝胶填充复合分离膜具有重金属离子吸附功能，在过滤分离的同时，可有效吸附水中的重金属离子。本发明提供的方法简单、高效、易操作、成本低、可工业化生产，对铜、铅、汞、锌、镉、镍等多种重金属离子具有优异的吸附性能，既可用于工业重金属污水处理，也可用于生活饮用水中去除重金属离子。
浙江大学
2021-04-13
一种混合相分离制备聚合物多孔纳米纤维的方法
本发明公开了一种通过混合相分离制备聚合物多孔纳米纤维的方法，得到的聚合物多孔纳米纤维直径在300～900nm之间，孔径为1～120nm，其制备方法为：将聚合物、添加剂和溶剂按一定比例混合，加热搅拌至完全溶解形成透明溶液，将溶液进行静电纺丝，初生纤维沉积于冰水浴或温度为0～20℃的水浴中，发生热致相分离和非溶剂致相分离，经过后处理萃取剩余的溶剂和添加剂，得到聚合物多孔纳米纤维。本发明制备方法简单、方便、高效，可通过调节静电纺丝条件制备直径不同、孔隙率不同的聚合物多孔纳米纤维。本发明在高技术复合材料、水处理、催化剂载体和电极材料等方面存在巨大的应用前景。
浙江大学
2021-04-13
纤维素/淀粉/木质素纯天然高分子复合膜
由于石油资源的日益枯竭和非降解塑料引起的环境污染日益严重，采用来源于自然界的可再生的天然高分子为原料生产高分子材料具有可持续发展性。本成果以绿色溶剂-离子液体为溶剂，采用溶液共混方式得到完全生物基来源的纤维素/淀粉/木质素绿色复合膜。该膜无论处于干态还是湿态都具有良好的力学性能。该复合材料不仅具有优异的生物降解性能，而且使用的溶剂可以完全回收再利用。该复合膜的生产过程中不存在溶剂挥发等问题，属于绿色、经济制备过程。该成果所制备的复合膜中纤维素含量可在30~90％之间、淀粉含量在10~60％之间，木质素含量在1~10%之间。该纤维素/淀粉/木质素绿色复合膜可以作为食品包装膜、烟膜等使用。
主要技术指标：
拉伸强度： 大于10 MPa
对氧气及二氧化碳气体透过性：较好，且二氧化碳与氧气的透过比率接近2。
该成果所制备的复合膜中纤维素含量可在30——90％之间、淀粉含量在10——60％之间，木质素含量在1——10%之间。
主要经济指标分析: 本项目制备的纤维素/淀粉/木质素复合膜的成本在6000元/吨左右, 市场售价在13000元/吨左右，甚至更高，因此经济效益显著。
建设投产条件: 年产1000吨的设备与仪器投资200万元， 厂房面积900平方米。
四川大学
2023-05-15