新闻资讯

郑州大学王景涛/武文佳/刘亚荣《AFM》:保水COF膜突破质子传导瓶颈,实现燃料电池高效运行

作者:admin 点击:88次 发布时间:2025-10-29

随着全球工业化进程的持续推进,工业废水年产生量已达约3800亿立方米。其中,造纸、纺织、石化、光伏及电子等行业排放大量成分复杂、腐蚀性强的高碱性废水(pH > 9)。目前普遍采用的酸碱中和、氧化沉淀等传统处理方法,运行成本高、能耗大,且易造成二次污染与资源浪费,难以满足可持续发展的需求。

膜分离技术,尤其是纳滤技术,因其高效、节能的特点被视为理想的替代方案。然而,传统聚酰胺纳滤膜在强碱环境中易受氢氧根离子(OH⁻)的亲核攻击,导致酰胺键水解,造成膜结构破坏与性能衰减,严重限制了其在极端碱性条件下的实际应用。尽管近年来耐碱纳滤膜的研究取得显著进展,部分产品已实现商业化,但在单体选择、结构设计、制备工艺、过程耦合、经济性评估及行业应用等方面,仍缺乏系统性的理论指导与应用参考。

基于此,南京工业大学孙世鹏教授团队在《Progress in Materials Science》上发表了题为“Alkali-resistant nanofiltration membranes: materials, mechanisms, applications, and perspectives”的综述文章,系统梳理了耐碱纳滤膜的研究进展。文章首次从材料化学结构出发,将耐碱纳滤膜的选择层划分为三嗪环类、聚脲类、聚胺类、聚电解质类、改性聚酰胺类、共价有机框架类及其他类型,并深入阐述了各类膜的耐碱机制与结构-性能关系。同时,汇总了KOCH MPS-34、UNISOL AMS-B、VONTRON Alkalistab-NF、WEIHUA MNF-B等主流商业产品的关键性能参数与碱耐受极限(表1)。

此外,文章全面分析了耐碱纳滤膜在造纸黑液处理、纺织丝光废水回收、电子化学品纯化等传统与新兴工业场景中的应用。基于对当前材料体系与制备工艺的评估,文章进一步指出耐碱纳滤膜在协同提升渗透性、选择性与稳定性方面所面临的挑战,并提出了通过材料设计、工艺优化与动态评估体系构建,推动技术从实验室走向产业化的核心方向。

该综述不仅为研究人员提供了创新的理论指导与技术路径,也强调了耐碱纳滤技术在实现工业碱性废水高效净化与资源回用、推动绿色可持续发展中的关键作用。文章第一作者为南在旭博士研究生,通讯作者为曹雪丽副教授与孙世鹏教授。

电子邮箱:[email protected] 课题组网页:www.sun-membrane.com

TAG标签: