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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
一种中空纤维膜组件结构以及制造方法
本发明涉及一种中空纤维膜组件结构以及制造方法，属于膜分离设备技术领域。本发明所要解决的技术问题是现有的中空纤维膜组件在进行封装工作时，存在的膜丝分布、强度可靠性等问题。本发明开发一种能有效降低密封硬胶凝固过程中最高温度的柱式中空纤维膜组件的封装方法，对提高柱式中空纤维膜组件的良品率、延长膜组件使用寿命具有重要意义。
南京工业大学
2021-01-12
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
具有梯度浸润性孔道结构的纳米纤维膜及其制备方法
本发明属于空气净化领域，具体公开了一种具有梯度浸润性孔道结构的纳米纤维膜及其制备方法，向聚丙烯腈(PAN)纺丝溶液中掺杂疏水性二氧化钛(F‑TiO<subgt;2</subgt;)纳米颗粒，采用静电纺丝技术制备了疏水性复合纳米纤维膜，F‑TiO<subgt;2</subgt;纳米颗粒可在紫外光下发生响应产生活性自由基催化分解表面接枝的全氟链段，实现浸润性沿膜厚方向上的逐渐变化，构筑具有梯度浸润性孔道结构的纳米纤维膜。
南京工业大学
2021-01-12
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