选择性电渗析:机遇与挑战

电渗析海水制盐、氯碱工业中的盐水精制、盐湖提锂以及冶金行业中的废酸废碱资源化,均要求实现相同电荷不同价态的离子分离,因此离子精准分离是化工生产中的重要一环。选择性电渗析是将电渗析中普通阴阳离子交换膜替换为具有一/多价分离特性的离子膜,进而实现离子的选择性分离。本文详细介绍了一/二价离子膜分离机理以及制备路线;同时也对选择性电渗析的主要膜堆结构以及工作原理进行了阐述;详细介绍了选择性电渗析目前在离子分离中的应用与机遇;指出了选择性电渗析在应用中面临着投资成本高、稳定性较差、容易发生浓差极化等挑战;最后在膜堆构造优化、多过程耦合以及工业化制膜等方面进行了展望。

聚合物包覆膜在金属分离回收中的研究进展

聚合物包覆膜是在支撑液膜的基础上发展来的一种新型液膜,主要由载体、基体聚合物和增塑剂组成。聚合物包覆膜由于具有选择性高、使用寿命长、稳定性高、设计灵活和成本较低等诸多优点,在金属分离回收领域逐渐引起极大关注。本文综述了聚合物包覆膜的组成和制备方法以及近年来国内外利用不同类型的载体、增塑剂和基体聚合物制备的聚合物包覆膜在金属分离回收中的研究进展,探讨了聚合物包覆膜内载体迁移和固定点跳跃的两种传输机理,阐述了聚合物包覆膜的分离强化方法,详细介绍了聚合物包覆膜耦合电渗析强化金属离子分离过程的主要优势。最后,总结了聚合物包覆膜在金属分离回收领域的未来发展亟需解决的问题,主要包括高性能、低成本载体的研发、膜微观结构与分离机理的深入探索以及如何推进聚合物包覆膜-电渗析技术的广泛应用等,对加快聚合物包覆膜的产业化进程具有指导意义。

硼吸附材料研究进展

硼化物因具有质轻、阻燃、耐热、高硬、耐磨等优良性能而应用广泛,目前国内硼资源开发力度不足导致硼进口量高达70%。随国内盐湖与海水资源开发产业兴起,利用提硼彻底、工艺简洁、材料可循环利用的吸附法从水溶液中分离提取硼资源成为研究热点。综述了国内外多种无机硼吸附材料、有机硼吸附材料、有机-无机杂化硼吸附材料的研究现状,重点对比了有机硼吸附材料中的螯合树脂型和螯合膜型材料,并对硼吸附材料的发展趋势进行了展望,为盐湖卤水提硼及海水淡化提硼产业技术开发中硼吸附材料的选择提供参考。

面向“双碳”目标流程的离子膜电渗析:机遇与挑战

逐渐加剧的温室效应以及高盐废水的大量排放给环境带来了很大的负担,碳达峰和碳中和政策要求形成绿色生产生活方式以及加强对资源综合利用,这对实现碳减排具有积极指导作用。而选择对高盐废水进行资源化回收的方式以及开发高效的碳捕捉技术有利于增强碳减排过程。离子膜电渗析因其独特的分离特性可实现对高盐废水的浓缩淡化、分离回用。为了降低温室效应,可采用淡化回收高盐废水和高效捕捉CO_(2)相结合的方式降低CO_(2)浓度,实现碳达峰和碳中和的目标以及对废水的零排放。本工作综述了以离子膜电渗析为基础的传统电渗析、双极膜电渗析、反向电渗析、置换电渗析、选择性电渗析和冲击电渗析等六种电渗析技术的工作原理,以及他们在碳捕捉转化和废水资源化方面的应用进展。展望了新型离子膜电渗析在处理高盐废水的应用前景,同时指出新型离子膜电渗析技术在降低碳排放方面的限制与挑战,最后为新型电渗析技术实现低碳排放提供新思路。