用于水中微污染物脱除的吸附型分离膜研究进展

饮水安全与健康是人类面临的重大问题之一,传统的以孔径筛分为分离机理的膜材料难以同时实现水中微污染物的特异性脱除和有益物质的保留.针对这一问题,本研究小组近年来持续开展了用于水中微污染物脱除的吸附型分离膜基础研究与关键技术研发,该类膜材料将吸附功能和膜过滤功能结合起来,通过膜中吸附功能基团和微污染物之间的非共价相互作用,可实现水中微污染物的快速脱除.从吸附型分离膜的结构设计角度出发,通过表面凝胶填充、本体填充、原位复合等方法对分离膜进行吸附功能化改性,发展了一系列可用于微污染物高效脱除的吸附型分离膜,并赋予膜抗污、抗菌、刺激响应、选择性吸附等多重功能,进一步研究了吸附分离机理,阐述膜结构与分离性能间的相互关系,为发展用于微污染物高效脱除的吸附分离膜提供理论与方法支撑.此外,关于饮用水中微污染物脱除的膜材料制备与结构调控研究成果已实现从基础研究到实际应用的转化,所开发的中空纤维膜材料及其净水技术被应用于家用净水设备,已实现规模化生产与应用.

油水分离膜的表/界面设计与结构调控

膜分离是含油污水深度处理的有效途径,油水分离膜是含油污水膜法处理的核心材料,其表/界面的结构和物化特征直接决定了油水分离的效率与膜材料使用寿命。本文综述了近年来油水分离膜表/界面设计与结构调控方面的研究进展。介绍了膜表面化学和拓扑结构对膜性能的影响,阐述了油水分离膜表/界面设计的原理、疏水膜的构建与亲水性反转、超亲水表面的制备,以及智能型油水分离膜的设计与制备。归纳了目前油水分离膜和含油污水膜法处理研究中存在的一些共性问题,包括定量研究和破乳机制研究缺乏、膜材料耐热性和耐化学清洗性不足等,对未来的发展趋势进行了展望。