[01368287]面向海水淡化高性能中空纤维反渗透膜设计与制备

我国是世界上水资源短缺的国家之一,人均水资源占有率仅为国际上的四分之一,水资源短缺将成为我国经济和社会发展的主要制约因素之一。通过海水淡化解决用水问题,对于我国这样的海洋资源大国具有重要的战略意义。目前,国际上的海水淡化技术正朝着环境友好化、低能耗、低成本等方向发展,并已在一些缺水国家实现了工程化应用。反渗透膜法技术由于设备运行和稳定性良好,并且能耗较其他方式有明显降低,生产成本得到大量节约,目前已成为最成功的海水淡化技术。而作为世界海水淡化产业的主流技术,反渗透膜法技术如何应对日趋严重的全球资源危机与环境危机,持续深入地研发和采用低能耗、高通量、高脱盐、高脱硼的反渗透膜元件,已成为目前国际海水淡化领域最重要的研究课题和发展方向。 目前反渗透膜技术主要有卷式复合反渗透膜技术与中空纤维反渗透膜技术,这两种产品的核心技术均为国外制膜公司所垄断。经过二十几年的研究开发,国内在卷式复合反渗透膜及组件制作、应用等方面取得了较好的成果,产生了一批如时代沃顿等优秀的卷式反渗透膜生产企业。但在反渗透膜耐污染、抗氧化性以及高分离性等方面与国外相比,差距较大,关键功能材料依然依赖进口,大规模海水淡化工程主要使用的仍是国外（如陶氏、东丽等）先进膜制造商的产品,使得高性能反渗透复合膜在国内的开发受到了很大制约。 作为中空纤维反渗透膜技术的代表,醋酸纤维素中空纤维反渗透膜由于耐生物降解性差,使得在过去的几十年内市场逐渐萎缩,直到近几年日本东洋纺解决了三醋酸纤维素纺丝制备中空纤维反渗透膜核心技术并开发出双端产水的新型中空纤维反渗透膜元件以后,在拥有世界主要海水淡化市场的中东地区以及水质环境较为恶劣的封闭内海（如沙特阿拉伯、红海地区）分别获得了高达50%和82%的市场份额,成为目前海水淡化领域最优的技术方案。 将中空纤维反渗透膜与卷式反渗透膜的结构性能进行比较可知,在解决了醋酸纤维素中空纤维反渗透膜的耐生物降解问题后,依靠中空纤维反渗透膜产品高填充面积（约为卷式膜的10倍）、优异的耐氯性、高回收率以及堵塞几率小、使用寿命长等特点,与卷式复合反渗透膜相比表现出巨大的性能及成本优势。 因此,本项目通过开发以醋酸纤维素为基质相材料的中空纤维反渗透膜,对拓展中空纤维反渗透膜制备基础理论,推动国产反渗透膜产品产业化,带动国家及区域海水淡化工程应用及产业链发展,促进海水的可资源化利用,提高我国膜技术及膜产品的国际竞争力等具有重要的意义和作用。 依托课题“面向海水淡化高性能中空纤维反渗透膜设计与制备”目前发表基金资助的论文20篇,其中SCI 17篇,EI论文3篇。申请与课题相关国家发明专利13项。共培养研究生10名,其中博士研究生3名,硕士研究生7名。 人才培养情况如下： 程博闻-全国纺织科技创新人才,天津市高层次创新型科技领军人才 肖长发-申报中国工程院院士进入第二轮,天津市高层次创新型科技领军人才 孟建强-天津市青年拔尖人才 胡晓宇-天津市131第一层次人才,天津市创新创业人才 陈英波-天津市优秀青年教师,晋升教授 课题负责人和主要研究人员参加了相关会议3个： 1)2015年膜生物反应器新技术国际论坛,4.8-4.10,天津 2)2015年第三届环境工程青年论坛,10.17-10.18,天津 3)2016年京津冀环境污染控制国际论坛暨第三届津膜论坛,4.24,天津