《複合鑲嵌膜荷電容量調控及性能最佳化》是依託鄭州大學，由劉金盾擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：複合鑲嵌膜荷電容量調控及性能最佳化
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉金盾
- 依託單位：鄭州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
荷電鑲嵌膜同時帶有陽離子和陰離子交換基團，其荷電容量是制約膜分離性能的關鍵因素。項目採用活性/可控聚合技術：將兩性離子聚合物接枝到無機納米片狀材料（包括：水滑石和蒙脫土）之表面，形成帶有正負兩種電荷的納米尺度離子交換材料，然後將其添加到聚醚碸和磺化聚醚碸膜材料中，通過相轉化法製備雜化荷電鑲嵌膜。主要研究內容包括：水滑石和蒙脫土等系列無機納米片層材料的製備；納米片層表面可控聚合接枝系列兩性離子聚合物；離子交換容量的確定及雜化荷電鑲嵌膜的調控制備；荷電容量對鑲嵌膜傳遞機理及分離性能的影響。
結題摘要
“可持續發展”是當今社會發展的基本要求，所以在消除廢水對環境危害的同時，實現中水回用和廢水的資源化就顯得尤為重要。具體來說，由於化學品排放和回收方面日益增長的需要，很多領域（紡織業、食品工業、農業、製藥工業、礦業等）都迫切需要小分子有機物和鹽的分離。特別是對那些含高濃度鹽的紡織業廢水，染料和鹽的分離將不僅能夠實現髙附加值有機物的回收利用，而且能夠緩解印染水高鹽度和染料廢水的排放問題。然而，傳統的廢水處理方法都不能很好的實現染料廢水中鹽和染料的資源化。膜分離不需加入化學試劑，可避免分離過程中有效成分的變質，可在保證中水回用的同時回收廢水中的有價值物質，濃縮液中的金屬以及高分子殘留物能作為進一步提取回收的對象。但是傳統的納濾膜會將染料廢水中的二價鹽和染料同時去除，且滲透通量較小，效率不高，並不能高效地實現染料廢水的處理和資源化。針對以上問題，本研究利用無機納米片層材料超薄、納米尺寸及表面易功能化改性的特點，通過其功能化改性合成複合材料實現荷電容量及膜性能的定向調控。採用不同方法分別製備了一系列荷電鑲嵌膜，疏鬆納濾膜及抗菌、抗污染納濾膜，用於染料廢水的處理。考察無極納米材料種類、含量，鑄膜液組成及操作條件對膜滲透性能和選擇性能的影響，確定最佳配方和最優操作條件；探討不同片層材料在膜內的分布情況以及作用機理，提出最優設計，確定影響因素和強化途徑，為膜的構建提供理論依據，並得到了可高效分離二價鹽和染料的膜材料。同時本研究將二維材料的特殊性能與膜分離的優勢相結合，拓展他們在膜分離領域中的套用。
