【中國儀器網 會展報道】2018年12月19日-21日,“2018中國新材料產業發展大會暨展覽會”(CAMICE 2018)在南京展覽中心隆重開幕。此次大會將會貫徹落實黨的十九大戰略,以市場需求、趨勢所向為切入點,圍繞材料的工藝生態圈,從材料的發展方向、實際運用、產業未來等多方面展開多場別開生面的報告演講。
《膜材料與膜過程研究進展——以無機膜為例》主題報告
12月20日上午,在中國工程院院士、上海交通大學教授、中國材料科學研究學會副理事長丁文江以及中國工程院院士、北京科技大學教授、中國材料科學研究學會副理事長謝建新的主持下,科技部副部長、中國工程院院士徐南平進行了一場別開生面的演講。
謝建新(左)、丁文江(右)
徐南平是我國膜領域國家“973”項目科學家,國家“863”新材料領域專家委員會委員,主要從事化學工程領域的研究工作,先后發表過多篇學術論文,在新材料領域有一定的話語權。此次CAMICE 2018上,徐南平先生為與會人士帶來了《膜材料與膜過程研究進展——以無機膜為例》主題報告。
報告一開始,徐南平先生就提出了“發展膜材料與膜過程是國家重大需求”的觀點,而后續的演講內容則是從這個論點作為角度,多方面地分析膜技術的含義、膜技術的運用以及發展膜技術對我國的意義。
科技部副部長、中國工程院院士徐南平
膜技術是以具有選擇透過性的膜材料作為核心,在膜兩側推動力下,實現混合物分離、提純、濃縮的分離技術。徐南平先生指出,隨著膜技術的逐漸成熟,膜市場基本保持9%增幅增長,而近年來我國膜產業發展飛快,年平均增長率達20%,市場占比也從1993年的2%上升到30%。
而從實際運用方面,徐南平先生首先的針對的就是水處理方面——包括海水淡化以及污水處理。
眾所周知,海水淡化被認為是解決資源型缺水的有效手段之一,徐南平先生通過對比現在被重視的多級閃蒸技術發現,以膜技術為主的反滲透技術可以以更低的成本、更簡單的淡化過程,完成淡化工作。不經如此,膜法海水淡化的能耗,隨著技術的提升,能耗也逐年遞減,占比逐年攀升,商機巨大。至于污水處理方面,徐南平先生直接用數據指出,膜生物反應器(MBR)對于城市生活污水資源化方面具有重要應用。
我國是氯堿生產大國,而電解離子膜制堿法是目前主要制堿法之一,徐南平先生提到,隨著“七五開始公關”我國已經成功實現了氯堿生產用粒子交換膜材料國產化。而針對膜技術在民生層面的運用,徐南平先生指出了透析膜性能是影響血液透析安全和療效的核心因素,透析器膜材料的研究推進對于血液凈化領域的發展都有重要意義。
南京工業大學無機膜發展歷程
簡單的介紹了膜材料的應用之后,徐南平先生直擊重點,指出膜材料與膜過程既是快速發展的高新技術產業,也是學科交叉融合的前沿領域。隨后從無機膜切入將報告推向高潮。
從徐南平先生的報告中可以了解到,不同于有機膜在水處理上的表現,無機膜更適合過程工業。隨后,徐南平先生圍繞孔徑調控、構筑方式、原料變遷、機理分析、應用拓展,多方面介紹了近年來備受關注的南京工業大學無機膜研究項目。
報告中講到根據膜孔徑的不同,無機膜大致有用于氧氣、氮氣分離的致密膜,用于氣體分離、溶劑分離的分子篩膜,用于液體、氣體中物質截留的多孔陶瓷膜三類。而分離膜的構筑方式基本是遵循從三維到二維的思路,目的是大程度降低分離膜厚度。隨后徐南平先生提到了疊層二維材料膜、片層二維材料膜、三維/二維復合膜。
關于原料的變遷,徐南平先生給出的結論是“從簡單到復雜”,即從單一材料到復合材料,再到綠色公益的逐步發展。具體來講,有基于偏擴散原理造孔,采用復合成形和反應合成工藝制備的金屬間化合物多孔膜材料;基于無機支撐層與有機分離層微結構優化設計的有機-無機復合膜材料。隨后,徐南平先生還給出了能否從新材料分離膜發展到分離膜驅動新材料的猜想。
傳統膜材料的問題是受限于Trade-off效應,很難兼具滲透性和高選擇性,而這點在新型膜材料上得到了突破。報告講到,新型膜材料屬于限域傳質,能做到膜技術機理從定性到定量的轉變。
后,徐南平先生從單元操作到系統集成,圍繞應用拓展,提出了膜材料與膜過程五個加強方向:膜結構設計、膜材料制備、新材料創制、新概念探索、膜過程應用。
《膜材料與膜過程研究進展——以無機膜為例》結束語
本次CAMICE 2018將會持續到12月22日 ,期間眾多專家及業內人士會到場參加,為與會人士帶來精彩的學術報告。想要持續了解精彩內容,歡迎繼續關注中國儀器網的報道!
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