目前，膜分離技術(shù)在水處理、環(huán)境治理等領(lǐng)域是被廣泛應(yīng)用的重要共性技術(shù)之一，為了實現(xiàn)有機溶劑/水及鹽/水的高效分離，發(fā)展高性能微孔分離膜是亟需解決的問題。近年來，有機-無機雜化硅微孔材料因其具有優(yōu)異的分子篩分性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受到廣泛關(guān)注，但目前有機-無機雜化硅微孔膜通常采用浸涂、擦涂等方式涂覆，面臨著難以可控制備和規(guī)?；a(chǎn)的挑戰(zhàn)，同時針對不同分離體系，缺乏簡單有效的膜結(jié)構(gòu)精密調(diào)節(jié)技術(shù)，難以實現(xiàn)應(yīng)用過程中膜的高性能化。
圍繞上述關(guān)鍵共性問題，我校石油化工學(xué)院鐘璟教授團隊開發(fā)了超聲霧化熱噴涂技術(shù)，利用超聲波將硅溶膠霧化成高質(zhì)量的均勻細小液滴，通過載氣輸送到無機陶瓷撐體上，有效減少硅溶膠內(nèi)滲現(xiàn)象，成功制備出超薄無缺陷有機-無機雜化硅微孔膜；通過對超聲波噴涂高度和噴頭結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)了對膜完整性和均一性的精準(zhǔn)控制（圖1）。
圖1. 超聲霧化熱噴涂技術(shù)及效果
基于雜化硅結(jié)構(gòu)中的羥基和橋聯(lián)基團的反應(yīng)特性，研究團隊發(fā)明了鹽酸蒸汽和臭氧水溶液孔道改性技術(shù)，實現(xiàn)了膜有效孔徑的原位微縮和微擴（圖2）,顯著提高了溶劑回收和鹽水分離應(yīng)用中膜的選擇性和滲透通量。
圖2. 鹽酸蒸汽和臭氧水溶液膜孔道改性技術(shù)及效果
近日，依托該項技術(shù)成果的“有機-無機雜化硅微孔膜制備關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項目獲評2022年度中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會科技進步一等獎，該項目實現(xiàn)了超薄無缺陷有機-無機雜化硅微孔膜的可控制備，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能有機-無機雜化硅微孔膜制備關(guān)鍵技術(shù)。目前，此項目技術(shù)在中石化南京化工研究院、南京揚子石油化工設(shè)計工程有限公司等多家企業(yè)推廣應(yīng)用，解決了石油化工及環(huán)保等行業(yè)溶劑資源化利用難、邊遠軍區(qū)和鄉(xiāng)村吃水難等問題，經(jīng)濟與社會效益顯著。
本次獲獎項目由常州大學(xué)牽頭、江蘇美淼環(huán)?？萍加邢薰竞椭惺暇┗ぱ芯吭河邢薰緟⑴c完成。（通訊員/曹婧妤 審核/管春英 宋國強 編輯/孫悅）
