科研

日期:2013-06-21 23:11

 

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聚丙烯中空纤维微孔膜制备新方法及其氨/水分离新工艺


    采用应力致孔的新工艺,通过“熔纺-拉伸”技术成功制备了性能优异的PP、PE中空纤维微孔膜,并实现了规模化生产;首次采用疏水性PP中空纤维微孔膜进行气/液、气/气分离,建立了膜接触器中“气态膜”传质模型与机理,实施了日处理120吨氨/水分离中试工程,并通过了中石化长岭炼化公司的中试鉴定,该成果获国家技术发明三等奖(1996年)和联合国技术信息促进会“发明创新科技之星奖”。国家技术发明三等奖、联合国技术信息促进会;发明创新科技之星奖;。

PP中空纤维膜SEM图 

膜接触器氨/水分离工程

  

两亲高分子分离膜材料的结构设计与制备及其产业化


    在膜用两亲聚合物的分子设计与合成及其共混膜结构控制等理论成果的基础上,研制了大通量、高强度、抗污染的亲水性PVC、PES、PSF、PVDF等微滤、超滤膜材料,实现了通用高分子分离膜材料的高性能化。部分研究成果已在海南立昇、浙江洁弗、湖南澳维等合作企业实现产业化,获得海南省科技进步一等奖(2006年)和教育部科技进步二等奖(2013年),入选2013年浙江大学工学杰出成就奖,入围2013年浙江大学十大学术进展评选。

两亲共聚物共混膜制备路线图

管式合金超滤膜截面 

 

 

膜生物反应器(MBR)污水处理用高性能PVDF中空纤维膜制备技术


    突破了两亲聚合物本体复合制膜关键技术,成功开发了高强度、大通量、抗污染的亲水性PVDF中空纤维超/微滤膜,在合作企业实现了产业化应用,并被应用于国内大型污水处理和城市再生水处理工程。相关技术成果获得2015年浙江省科技进步一等奖和2019年中国化工学会科技进步一等奖。                

                      膜生物反应器(MBR)污水处理专用膜材料的研发与产业化

 

微滤/超滤膜装置及其应用关键技术


    开发了中空纤维膜和管式合金超滤膜的亲水化改性与增强技术,与合作企业联合设计并研制了成套膜组器与设备,并成功应用于家用净水器以及自来水厂、再生水厂、工业给水、膜生物反应器(MBR)污水处理和中水回用、工业循环水等大型水处理工程,超滤膜产品的技术水平处于国际领先地位。相关技术成果获得浙江省科技进步二等奖、教育部科技进步二等奖、浙江省科技进步三等奖。

PVC合金超滤膜成套设备

连续微滤/超滤工程

膜生物反应器(MBR)工程

 

 

 聚合物分离膜的儿茶酚化学仿生修饰与功能化 


   在贻贝足丝超强附着特性的仿生学思路启发下,在国际上率先进行了高分子微孔膜的儿茶酚化学表面改性,阐明了多巴、多巴胺等儿茶酚化合物在膜表面的自聚-沉积过程以及改性膜的表面结构与性能特征。并以反应性的聚多巴胺(PDA)沉积层为过渡层,在膜表面固定多种功能性分子,建立了一种简单高效、适应范围广的膜表面修饰与功能化新途径。经儿茶酚化学改性的聚合物膜材料被应用于抗污染超/微滤、油水分离、纳滤、医用分离、锂电池隔膜等领域。相关研究论文发表在J. Mater. Chem. A、ACS Appl. Mater. Interfaces,J. Mater. Chem., Langmuir,J. Membr. Sci.等刊物上,得到国内外同行的广泛关注和正面评价,相关论文被累计他引2500余次,其中3篇论文为入选ESI高被引论文。

           


 基于儿茶酚化学的高分子膜表面仿生修饰与功能化

 

生物医用膜与抗菌抑毒医用防护材料 


   设计了聚醚砜、聚酯、PVC等两亲高分子,将PVP、PEG、羟基、磺酸剂、羧基、氨基、季铵盐、两性离子等聚合物,解决了聚合物合成、成膜过程、膜的构效关系等基础问题,开发并成生产出亲水生物相容性聚醚砜/芳纶等平板医膜、抗菌抑毒膜等材料,并实现输液、细胞分离、制药等长夜实现规模化应用。开发的抗菌抑毒口罩材料为国家抗击新冠肺炎疫情做出了突出贡献。

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                       药用净化膜和抗菌抑毒口罩


高电导隔膜与锂离子电池器件 


   针对高能量密度、高功率密度、安全、长寿命锂离子电池中难题,设计制备了并成功制备了一系列高电导改性聚乙烯、聚丙烯、芳纶等隔膜,开发出一系列高性能电池隔膜制备技术,发表论文30余篇,申请/获得发明专利15项,有关成果已经进入进一步产业化技术与应用开发阶段。

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凝胶复合型家用净水膜色谱 


   选择性脱除重金属和抗生素等微污染物,保留矿物质。去除有害的,保留有益的,实现安全与健康饮水。宁波方太集团已投资5亿,产能270万平方米/年,销售已超1亿元。王浩院士认为:该技术将中国净水技术推到了新的高度。

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                         膜色谱高效净水技术










 



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