项目类别：国家自然科学基金 国际(地区)合作与交流项目
参与人员：张所波， 张奇峰，李胜海，薛博欣，姚进，周圣阳，陈耀寒，孙宇轩，赵子铭，王茜
起止日期：2020.01 - 2022.12

本项目针对高含盐有机污染物废水成分复杂、毒性强、盐含量、有机污染物含量高，难以用传统生物、化学方法处理等特点，围绕耐溶剂及抗污染膜材料设计制备及多组分有机物精准分离等关键科学问题，开展了基于聚醚醚酮耐溶剂膜及复合膜制备、耐污染碟管式膜组件制备以及汽车涂装废水处理工艺等方面的研究。提出了保护-脱保护策略制备聚醚醚酮耐溶剂膜。制备可溶解加工的含亚胺的聚醚醚酮前驱体（PEEKI），采用溶液相转化法制备成膜后，用酸性水溶液脱除亚胺保护，得到耐溶剂的不对称膜。打通了关键单体及PEEKI树脂的合成工艺路线，实现了PEEKI树脂2公斤/釜的批量化制备。以PEEKI树脂为制膜基础原料制得的PEEK不对称膜在甲苯、丙酮和乙醇中的溶胀比均低于1.0%、在DMF中的溶胀比为7.21%，体现了优异的耐溶剂性能。开发了新型含磷酸酯基的酰氯并作为有机相共聚单体与间苯二胺进行界面聚合得到膦酸酯官能化的聚酰胺反渗透复合膜。制备的膜在保持99%以上的NaCl脱除率的同时，水通量可以达到79 L m-2 h-1，是未添加该单体制备的复合膜水通量的2.25倍。此外，该膜具有优异的抗污染性质。开发了新型含螺环结构的四酰氯单体，通过引入微孔结构，大大提升了耐溶剂复合膜的渗透通量。系统研究了反渗透膜规模化制备技术，实现了反渗透膜材料连续500米制备的稳定中试制备，年产能约3-4万平方米。采用分切、导流布网、超声焊接工艺，制备了适用于高有机污染物浓度、复杂组分水体过滤的碟管式反渗透膜组件（DTRO)，建立了制备能力1000支/年的碟管式反渗透膜组件装备平台及完善的膜组件性能检测设备体系。利用项目开发的耐有机溶剂反渗透膜组件及成套设备，实现了汽车涂装清洗剂废水在汽车涂装车间内就地分离成清水、清洗剂浓缩液、以及漆渣和颜料的混合物，其中清水和清洗剂浓缩液实现了重复利用。在一汽-大众汽车公司涂装车间建立的处理装置处理能力为4-8吨/日，实现了水性漆清洗废液85-90%减量化。目前，该装置的已完成了一年稳定运行考核。综合核算，该技术可节约危废水处理费约60%。

     

项目执行期间发表SCI论文7篇，发表在Journal of Membrane Science (2021,620,118899)上的文章被评为Choice of Editor Article。共申请发明专利9项，其中已授权1项。培养博士研究生7名，其中5人已获得博士学位，其中1人获国家奖学金，3人获威高奖学金。