荷电膜:
回收涂料也轻松
除了应用纳滤膜加工出中国最早的活性染料之外,汽车涂料行业的环保化发展也是由高院士带队解决,这就要用到杭州水处理率先研发的荷电膜了。
1984年,高从堦决定结合在访学期间的研究心得,在国内率先开展荷电膜的研究,在1988年,他申报并承担国家回国人员科技活动资助项目“荷电膜及性能研究”。
荷电膜是在化学性质稳定的合成材料基质中,引入碱性或酸性活性基团,制成对离子有较高选择透过性的膜。在荷电膜的基础研究方面,高从堦通过探索添加的基团对膜孔径分布的影响、荷电强弱与膜孔径和性能之间的关系,为提高膜性能和增加膜品种奠定了基础。同时与其他同事一起,在国内首次建立了荷电压力驱动膜流动电位的测定法,并研制了相应测定仪器,流动电位反映了水携带和荷电膜电性相反离子的流动能力,是荷电膜反渗透和超滤工艺中重要的参数之一,促进了中国荷电膜研究和评价的进步。该项目荣获1990年度浙江省和国家海洋局科技进步三等奖。
由于荷电膜的开发工作已经有些研究基础,所以进展比较快,高从堦和同事们一起,仅用了两年时间就开发出了近10种荷电膜,大多数都是国内首次研制,热保护反应法制备荷电膜的方法在国内也是没有先例的。
汽车行业广泛应用电泳漆作为金属部件的防腐涂料,阳极电泳漆可以通过普通的超滤膜进行过滤回收,但随着行业发展,更环保、耐腐蚀性更强的阴极电泳漆逐步替代了传统的阳极电泳漆,但阴极电泳漆会在膜界面处形成凝胶层,对普通的超滤膜造成污染,降低透水量。高从堦和鲁学仁便与南京汽车制造厂(后为南京依维柯工厂)合作,首次应用荷电超滤膜解决汽车行业电泳漆回收难题。
荷电超滤膜可以借助荷电排斥作用降低凝胶层对膜的污染,高从堦和同事们挑选出的两款荷电膜都取得了不错的抗污效果。在实际使用中,还提高了涂装过程的效率和涂层的质量。例如,通过使用荷电膜进行涂料的分离和净化,可以去除涂料中的杂质,从而提高涂料的纯度和使用效率;还可以选择性地透过或阻挡某些离子或分子,实现涂料的再生和重复使用,从而降低涂装成本和环境负担。通过荷电膜的使用,让当时的汽车涂装行业更环保、效益更好,从而得到了广泛的推广应用。
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