项目类别：国家重点研发计划
参与人员：张所波，张奇峰，孙宇轩，代磊，李永纲及9名研究生以及4名项目聘用人员
起止日期：2021.12-2025.11

有机溶剂纳滤（OSN）是一种新型膜分离技术，能够对分子量在 200-1000 Da 的

分子进行高效分离，具有节能、环境友好、避免热敏物质破坏等优点，有望大幅

降低分离过程的能耗和碳排放、助力实现“碳达峰、碳中和”远景目标。本项目

面向我国 OSN 膜产品完全依赖进口、亟待突破制膜原料和膜生产技术的重大需求，

围绕在加压的溶剂环境中、膜材料的理化特征和形态结构对 OSN 复合膜分离性能

的影响及动态演变规律关键科学问题，研究以聚醚醚酮（PEEK）不对称膜和聚四

氟乙烯（PTFE）基双向拉伸多孔膜为支撑层、聚酰胺（PA）和聚酰亚胺（PI）等

耐溶剂性超薄膜为分离层的复合 OSN 膜材料体系，突破 PEEK 和 PTFE 基两类耐溶

剂膜基础树脂分子设计与制备、耐溶剂型复合膜表界面结构调控与制备、耐溶剂

膜组件结构设计及封装、膜材料在有机溶剂体系中运行稳定性评价等关键技术，

建立相关膜原料、膜材料及膜组件的低成本规模化绿色生产技术。

项目主要研究内容和技术路线：1）研究建立可溶性 PEEK 前驱体树脂的规模

化制备技术、及耐溶剂 PEEK 基多孔膜的制备与性能调控方法；2）采用分散聚合

技术制备四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物热熔性树脂（PTFE-FO），研

究建立 PTFE-FO 树脂及其多孔膜规模化制备关键技术；3）基于可控的表界面工程

技术在 PEEK 和 PTFE-FO 支撑层上构筑 PA、PI、有机微孔聚合物（MOPs）等超薄

分离层，发展规模化制备技术；4）研究建立卷式和碟管式两类 OSN 膜组件的结构

设计及封装技术；5）结合膜材料实验室测试和膜组件工业应用场景运行，建立

OSN 膜运行稳定性评价方法。

预期达到的考核指标：1）PEEK 前驱体树脂重均分子量≥100000 Da、分子

量多分散指数＜2.5，产能达到 10 吨/年以上（满足 10 万 m2 膜用量）；2）PTFE

基制膜树脂标准相对密度 2.15-2.17、拉伸强度≥26 MPa，产能达到 20 吨/年以

上（满足 10 万 m2 膜用量）；3）PEEK 基 OSN 膜的截留分子量≤200 Da、乙醇渗透

系数≥1.0 L.m-2.h-1.bar-1，PTFE 基复合 OSN 膜的截留分子量≤200 Da、甲苯

渗透系数≥1.0 L.m-2.h-1.bar-1；4）开发的 OSN 膜组件在汽车涂装废溶剂及药

物提取溶剂回收等应用场景稳定运行两年以上、性能衰减低于 10%；5）建立 OSN

膜测试方法国家/行业标准 1 项、发表高水平代表作论文 20 篇以上、申请中国发

明专利 30 件以上。

通过项目的实施，搭建起面向耐溶剂型复合有机膜制备共性关键技术的“膜

材料设计与制备理论-膜制备技术和平台-膜性能评价方法”全链条研发体系。