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近日，我校含氟新材料研究所肖強(qiáng)研究員與國(guó)際著名膜科學(xué)家、美國(guó)工程院院士M. Tsapatsis教授團(tuán)隊(duì)合作，在國(guó)際頂級(jí)刊物《Nature Materials》上以全文（Article）形式發(fā)表了題為“One-dimensional intergrowths in two-dimensional zeolite nanosheets and their effect on ultraselective transport”的研究論文，并同刊得到了國(guó)際頂尖科學(xué)家J. Caro教授和J. Kärger教授的推薦點(diǎn)評(píng)。  工業(yè)中混合物的分離約占到整個(gè)世界總能耗的10~15%，發(fā)展低能耗的工業(yè)分離過程始終是科技界的重要使命。沸石分子篩膜以其多孔性、耐溶脹、分子篩分等特性，在溶劑除水和氣體分離方面展現(xiàn)了很好的分離效率，取得了重要應(yīng)用。采用沸石分子篩膜對(duì)沸點(diǎn)相近的烴類（如二甲苯）異構(gòu)體進(jìn)行分離，有望在大幅降低能耗的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高效分離，一直是科學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界的研究熱點(diǎn)。MFI型沸石分子篩是一種廣泛應(yīng)用的催化劑和吸附劑，其孔徑介于對(duì)二甲苯（PX）和鄰二甲苯（OX）之間，非常適合二甲苯異構(gòu)體的分離。  對(duì)二甲苯（PX）是聚酯工業(yè)的重要原料，廣泛應(yīng)用于纖維、膠片、薄膜、樹脂和飲料等食用品包裝的生產(chǎn)，是芳烴產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)化工原料。高性能MFI沸石膜的成功研發(fā)有望大幅降低二甲苯異構(gòu)體混合物的分離能耗，對(duì)PX行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義。  團(tuán)隊(duì)前期研究結(jié)果表明，通過剝離多層MFI沸石（ML-MFI）可以制得開孔、可分散的二維（2D）MFI納米片，將其沉積在載體上直接制備了具有異構(gòu)體分離性能的MFI沸石膜。研究團(tuán)隊(duì)對(duì)2D MFI納米片做了進(jìn)一步電子顯微學(xué)研究，首次在2D MFI納米片上發(fā)現(xiàn)了共生的一維（1D）MEL沸石，通過計(jì)算模擬表明2D MFI中的1D MEL具有更剛性的孔結(jié)構(gòu)，能產(chǎn)生更高的選擇性。以此為指導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)上制備了MFI沸石膜，對(duì)非稀釋等摩爾的對(duì)/鄰二甲苯混合物分離顯示了前所未有的分離性能，在300℃下，PX通量達(dá)到0.5×10-3 mol m-2 s-1，分離因子為60，創(chuàng)造了新的世界記錄，極大地推動(dòng)了MFI沸石膜的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

太陽能驅(qū)動(dòng)的界面蒸發(fā)是一種綠色環(huán)保、可再生、有前途的用于海水淡化和廢水凈化的新方法，可以長(zhǎng)期且有效的解決淡水資源短缺的問題。本科技創(chuàng)新成果為一種太陽能驅(qū)動(dòng)的基于納米復(fù)合光熱膜的海水淡化 / 廢水凈化裝置。通過調(diào)整納米復(fù)合光熱膜的相比例等因素，實(shí)現(xiàn)光熱膜的選擇與滲透率的平衡。納米復(fù)合有利于形成多層微孔結(jié)構(gòu)，促使光在膜內(nèi)部發(fā)生多次內(nèi)反射，并可以為蒸發(fā)提供足夠的水輸運(yùn)通道。納米復(fù)合光熱膜具有協(xié)同效應(yīng)，既可以實(shí)現(xiàn)高的水蒸發(fā)速率和蒸發(fā)率，又對(duì)有機(jī)染料、鹽離子以及重金屬離子等具有高的去除率。

本發(fā)明屬于氣敏膜合成技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于微 滴預(yù)混和轉(zhuǎn)印的氣敏膜的并行合成裝置及合成方法，該氣敏膜并行合 成裝置包括限位載物臺(tái)、控制模塊、三維滑臺(tái)、微滴預(yù)混模塊和微滴 轉(zhuǎn)印模塊，微滴預(yù)混模塊采用陣列蠕動(dòng)泵和陣列微滴針頭相結(jié)合來實(shí) 現(xiàn)氣敏原材料預(yù)混，微滴轉(zhuǎn)印模塊采用氣密自動(dòng)微量進(jìn)樣器、圖像定 位攝像頭和預(yù)制定位膜的基片共同協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)印過程中的定量微滴和 氣敏膜的精準(zhǔn)定位定形。本發(fā)明還公開了氣敏膜的制備方法。

膜技術(shù)特別是超濾膜技術(shù)廣泛應(yīng)用到海水和水體凈化、化工分離、醫(yī)藥和食 品等領(lǐng)域。但是，目前的膜材料耐污染能力和選擇性均有限，且成本高，限制了 膜技術(shù)的廣泛應(yīng)用。該技術(shù)通過酸化 ZrxSi1-x O2 /Al2O3 功能材料的制備、在多孔支 撐體表面組裝成自組裝膜和集成設(shè)備后具有親水、耐污染、選擇性吸附和凈化的 性能，可廣泛用于海水淡化預(yù)處理、含油海水和污水的凈化等，并已進(jìn)行了 200 升/小時(shí)自組裝膜集成設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行，完全可以產(chǎn)業(yè)化。 該技術(shù)通過酸化 ZrxSi1-x O2 /Al2O3 功能材料的制備、在多孔支撐體表面組裝成自組 裝膜和集成設(shè)備，該自組裝膜集成設(shè)備對(duì)海水和含油海水凈化后可以分別達(dá)到碎 屑巖油藏注水 A3 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(SY/T 5329-94)和天津市污水綜合排放 1 級(jí)標(biāo)準(zhǔn) (DB12/356—2008)，以及海水淡化反滲透膜的進(jìn)水(濁度≤0.3NTU, SDI≤4)和向環(huán)境 排放及回用的要求(固體懸浮物≤3mg/L，油含量≤8mg/L，COD≤50mg/L)，在 0.1Mpa 壓力下的通量大于 500L/m2h，凈化 1 噸海水的成本約 0.2-0.3 元人民幣，成本低， 可進(jìn)行重復(fù)利用，可代替目前使用的聚合物超濾膜裝置（1.7－2 元，材料無法回 收利用，通量低）。 成果水平：國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，2 項(xiàng)發(fā)明專利 市場(chǎng)分析及前景：該技術(shù)研制的自組裝膜和集成設(shè)備已經(jīng)進(jìn)行了 200 升/小時(shí)自 組裝膜集成設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行，完全可以進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化。年產(chǎn) 100 噸酸化 ZrxSi1-x O2 /Al2O3功能材料需要投資 500 萬元人民幣（包括固定資產(chǎn)和流動(dòng)資金），可制造處 理 200 萬噸水的自組裝膜集成設(shè)備，需要員工 10-15 人，年利潤(rùn)大約在 1000 萬 人民幣。1 噸酸化 ZrxSi1-x O2 /Al2O3功能材料組成自組裝膜后可處理含油海水 2 萬噸，核 處理 1 噸含油海水需 0.2-0.3 元人民幣。 主要技術(shù)指標(biāo)：該自組裝膜集成設(shè)備對(duì)海水和含油海水凈化后可以分別達(dá)到碎屑 巖油藏注水 A3 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(SY/T 5329-94)和天津市污水綜合排放 1 級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 150天津大學(xué)科技成果選編 (DB12/356—2008)。 合作方式：融資 1000 萬 

本發(fā)明公開了一種富二氧化碳吸收劑溶液中空纖維膜接觸器減壓再生系統(tǒng)及方法。它是將富二氧化碳吸收劑溶液經(jīng)加熱器加熱,并通過增壓泵、液相流量計(jì)使增壓的富二氧化碳吸收劑溶液進(jìn)入中空纖維膜接觸器的管程進(jìn)行再生,再生后得到的吸收劑貧液從中空纖維膜接觸器的管程下端輸出;在真空泵的作用下,由吹掃蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的低溫吹掃蒸汽,由中空纖維膜接觸器的殼程下端進(jìn)入進(jìn)行協(xié)助再生,再生后的CO2在低溫蒸汽的吹掃和真空泵的抽吸作用下,經(jīng)冷凝器除水后得到高濃度的CO2氣體。本發(fā)明通過在膜接觸器內(nèi)降壓操作代替?zhèn)鹘y(tǒng)加熱再生的方法,降低吸收劑富CO2溶液的再生能耗,可以解決化學(xué)吸收法分離燃煤煙氣中CO2的高能耗問題。