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邢卫红:南京工业大学特种分离膜团队近五年主要进展
新华网江苏频道 / 时间:2017-06-16 16:04:48

  据新华网江苏频道2017年6月2日讯 围绕传统产业改造、水资源、能源等领域的重大需求和膜分离技术的重大科学问题,南京工业大学特种分离膜团队坚持开展原创性基础研究、开发颠覆性技术和实施重大工程应用,完成了陶瓷膜、分子筛膜等从基础到产业化的研究,实现了从跟踪研究到原始创新的跨越式发展,形成了很强的国内外影响力;构建了面向应用过程的膜材料设计、制备与应用的理论框架,将特种分离制备技术从以经验为主推进到定量控制的水平,使无机膜产品质量和生产能力均达到国际前列;将膜的应用过程从以工艺设计为主推进到膜材料微结构的设计,有效拓宽其应用领域,建成了千余套工业规模的应用装置,研制的膜产品出口50多个国家和地区。先后获国家技术发明二等奖1项,国家科技进步二等奖2项、三等奖1项;获中国授权发明专利150余件,获得中国专利优秀奖和江苏省专利金奖,获授权国际专利3件,构建了我国特种分离膜领域的知识产权高地;发表SCI论文600余篇,SCI他引5000余次,举办了第十届国际膜与膜过程会议(ICOM2014)等多个国际学术大会。通过团队的努力,极大地提升了膜科学技术对江苏乃至全国社会发展的贡献度,形成了有重要国际影响力的特种分离膜团队。近五年的主要进展如下:
  在原创性基础研究方面,建立了面向应用过程的膜材料设计和制备方法,承担了2项973项目和1项国家自然科学基金重大项目,提升了我国膜领域基础研究的国际影响力。主持的973计划项目《面向应用过程的高性能膜材料的设计与制备》以优秀成绩通过科技部结题验收,建立了高性能膜材料设计与制备的理论体系,使陶瓷膜、分子筛膜、中空纤维膜等膜性能处于国际领先地位。2015年又主持973计划项目《面向应用的高性能水处理膜的设计与制备》,聚焦于海水淡化水处理膜,提出基于均孔膜和混合基质机制制备高性能海水淡化膜的颠覆性技术路线,使膜性能提高了50%,目前处于与国际并行地位。为突破膜领域的“trade-off”效应,通过对反渗透、渗透气化以及离子分离等过程研究,提出了研制限域传质膜的新思路,2014获批了国家自然科学基金委重大项目。已在基础理论、材料设计、制备与应用等方面取得了系列创新研究成果,发表了系列研究论文,尤其是“二维膜材料”方面,受邀在Chemical Society Reviews期刊上发表综述文章。团队基础研究工作有力支撑了材料化学国家重点实验室的建设。
  在颠覆性技术开发方面,形成了陶瓷超微滤、纳滤膜的规模化精密制备技术,建成了年产5万平方米陶瓷膜生产线,开发出TiO2、ZrO2、TiO2-ZrO2复合等陶瓷膜新产品,产品性能与生产规模均处于国际前列,创办的江苏久吾高科2017年成功在创业板上市。开发了高性能分子筛膜规模化制备技术,建成了年产100万根莫来石管式分子筛膜支撑体生产线;建成了2万平方米/年NaA分子筛膜生产线,并在甲醇、乙醇、异丙醇、四氢呋喃、甲基叔丁基醚、乙腈等有机溶剂生产和回用中得到成功应用,推广工业装置百余套,创办的九天高科2014年成功在新三板上市。开发了高性能PDMS渗透汽化膜及其规模化制备技术,建成了2000平方米/年工业化生产线,建成了应用于涂布印刷行业挥发性有机物处理的示范工程。开发出的陶瓷膜、分子筛膜、PDMS复合膜等在化工、环保等领域已实现广泛应用,服务了一百多家企业,衍生了多个高新技术企业,经济效益超过百亿元。2011年团队获批组建国家特种分离膜工程技术研究中心。
  在重大工程应用方面,针对南通王子公司制浆废水排海工程引发的启东群体事件,在国家科技支撑计划项目的支持下,提出以膜集成技术为核心,将尾水中主要成分综合资源利用,从而开发膜法制浆造纸废水零排放技术工艺包,建成了全球首套4万吨/天制浆造纸废水零排放示范工程。该工艺经过臭氧生物膜预处理、膜集成和高效蒸发结晶等工段,将制浆废水“吃干榨尽”变成完全可回收利用的纯水、工业用盐及干泥,实现了零排放和水的全回用。该工程投资费用和运行成本均不到原来排海工程的50%,目前已稳定运行三年多,每年可减少化学耗氧量排放总量约1000吨,减少废水排放总量约1300万吨,回收工业盐产品数万吨,净化水1200多万吨。2014年习近平总书记视察江苏省产业技术研究院时,该工作得到了总书记的充分肯定。2015年新华网大篇幅报道了项目研究成果,2016年被遴选为环保领域的代表性成果在国家“十二五”科技创新成就展上展出,部分成果推广应用到亚洲最大的纸业公司AAP集团和中国最大的纸业公司玖龙纸业,实现水回用。2013年团队支撑了学校获批国家协同创新中心(2011计划)。