【中國儀器網(wǎng) 會(huì)展報(bào)道】2018年12月19日-21日，“2018中國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)暨展覽會(huì)”(CAMICE 2018)在南京展覽中心隆重開幕。此次大會(huì)將會(huì)貫徹落實(shí)黨的十九大戰(zhàn)略，以市場需求、趨勢所向?yàn)榍腥朦c(diǎn)，圍繞材料的工藝生態(tài)圈，從材料的發(fā)展方向、實(shí)際運(yùn)用、產(chǎn)業(yè)未來等多方面展開多場別開生面的報(bào)告演講。
《膜材料與膜過程研究進(jìn)展——以無機(jī)膜為例》主題報(bào)告
12月20日上午，在中國工程院院士、上海交通大學(xué)教授、中國材料科學(xué)研究學(xué)會(huì)副理事長丁文江以及中國工程院院士、北京科技大學(xué)教授、中國材料科學(xué)研究學(xué)會(huì)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(jìn)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(lǐng)域國家“973”項(xiàng)目科學(xué)家，國家“863”新材料領(lǐng)域?qū)＜椅瘑T會(huì)委員，主要從事化學(xué)工程領(lǐng)域的研究工作，先后發(fā)表過多篇學(xué)術(shù)論文，在新材料領(lǐng)域有一定的話語權(quán)。此次CAMICE 2018上，徐南平先生為與會(huì)人士帶來了《膜材料與膜過程研究進(jìn)展——以無機(jī)膜為例》主題報(bào)告。
報(bào)告一開始，徐南平先生就提出了“發(fā)展膜材料與膜過程是國家重大需求”的觀點(diǎn)，而后續(xù)的演講內(nèi)容則是從這個(gè)論點(diǎn)作為角度，多方面地分析膜技術(shù)的含義、膜技術(shù)的運(yùn)用以及發(fā)展膜技術(shù)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(shù)是以具有選擇透過性的膜材料作為核心，在膜兩側(cè)推動(dòng)力下，實(shí)現(xiàn)混合物分離、提純、濃縮的分離技術(shù)。徐南平先生指出，隨著膜技術(shù)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(chǎn)業(yè)發(fā)展飛快，年平均增長率達(dá)20%，市場占比也從1993年的2%上升到30%。
而從實(shí)際運(yùn)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(rèn)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(xiàn)在被重視的多級(jí)閃蒸技術(shù)發(fā)現(xiàn)，以膜技術(shù)為主的反滲透技術(shù)可以以更低的成本、更簡單的淡化過程，完成淡化工作。不經(jīng)如此，膜法海水淡化的能耗，隨著技術(shù)的提升，能耗也逐年遞減，占比逐年攀升，商機(jī)巨大。至于污水處理方面，徐南平先生直接用數(shù)據(jù)指出，膜生物反應(yīng)器(MBR)對于城市生活污水資源化方面具有重要應(yīng)用。
我國是氯堿生產(chǎn)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(guān)”我國已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了氯堿生產(chǎn)用粒子交換膜材料國產(chǎn)化。而針對膜技術(shù)在民生層面的運(yùn)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(jìn)對于血液凈化領(lǐng)域的發(fā)展都有重要意義。
南京工業(yè)大學(xué)無機(jī)膜發(fā)展歷程
簡單的介紹了膜材料的應(yīng)用之后，徐南平先生直擊重點(diǎn)，指出膜材料與膜過程既是快速發(fā)展的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，也是學(xué)科交叉融合的前沿領(lǐng)域。隨后從無機(jī)膜切入將報(bào)告推向高潮。
從徐南平先生的報(bào)告中可以了解到，不同于有機(jī)膜在水處理上的表現(xiàn)，無機(jī)膜更適合過程工業(yè)。隨后，徐南平先生圍繞孔徑調(diào)控、構(gòu)筑方式、原料變遷、機(jī)理分析、應(yīng)用拓展，多方面介紹了近年來備受關(guān)注的南京工業(yè)大學(xué)無機(jī)膜研究項(xiàng)目。
報(bào)告中講到根據(jù)膜孔徑的不同，無機(jī)膜大致有用于氧氣、氮?dú)夥蛛x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(zhì)截留的多孔陶瓷膜三類。而分離膜的構(gòu)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(fù)合膜。
關(guān)于原料的變遷，徐南平先生給出的結(jié)論是“從簡單到復(fù)雜”，即從單一材料到復(fù)合材料，再到綠色公益的逐步發(fā)展。具體來講，有基于偏擴(kuò)散原理造孔，采用復(fù)合成形和反應(yīng)合成工藝制備的金屬間化合物多孔膜材料；基于無機(jī)支撐層與有機(jī)分離層微結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的有機(jī)-無機(jī)復(fù)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(fā)展到分離膜驅(qū)動(dòng)新材料的猜想。
傳統(tǒng)膜材料的問題是受限于Trade-off效應(yīng)，很難兼具滲透性和高選擇性，而這點(diǎn)在新型膜材料上得到了突破。報(bào)告講到，新型膜材料屬于限域傳質(zhì)，能做到膜技術(shù)機(jī)理從定性到定量的轉(zhuǎn)變。
后，徐南平先生從單元操作到系統(tǒng)集成，圍繞應(yīng)用拓展，提出了膜材料與膜過程五個(gè)加強(qiáng)方向：膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、膜材料制備、新材料創(chuàng)制、新概念探索、膜過程應(yīng)用。
《膜材料與膜過程研究進(jìn)展——以無機(jī)膜為例》結(jié)束語
本次CAMICE 2018將會(huì)持續(xù)到12月22日 ，期間眾多專家及業(yè)內(nèi)人士會(huì)到場參加，為與會(huì)人士帶來精彩的學(xué)術(shù)報(bào)告。想要持續(xù)了解精彩內(nèi)容，歡迎繼續(xù)關(guān)注中國儀器網(wǎng)的報(bào)道！
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