纳滤膜的创新之路:
从实验室到工业应用
Academician's story
为了挑选合适的纳滤膜,高从堦和助手做了很多小试实验,并从实验结果中挑选出最好的三种配方制成膜片。这三种膜片分别给两种染料做浓缩试验,最终三醋酸纤维素体系的膜材料取得了更好的实验效果。在同上海染化八厂的不断交流过程中,大家一起实验、解决问题,从分离纯化小试、膜器的选择、工艺过程选定设计到现场试验和应用,历时3年,取得了良好的实验效果,完成了一整套净化浓缩工艺的研发,解决了膜的清洗问题,实现了盐分的滤出和染料的浓缩,并创造了巨大的经济效益。
通过4英寸卷式纳滤膜组件在国内首次实现了把只能用于漂染衣物的染料脱盐纯化,直接制成可喷墨打印的高档次染料,纯度达到99.5%,打破了印染行业的国外技术垄断,这项纳滤技术的应用在当时国际上也属于非常少有的案例。上海染化八厂也因为这项合作日后成为我国活性染料领军企业,并被誉为“中国活性染料的摇篮”。
有了这次成功的纳滤技术合作,高从堦对纳滤技术的应用充满信心,他带领杭州水处理的技术团队在纳滤技术领域进一步深入研究,研发了多款纳滤膜产品,助力多个行业实现产业升级。高从堦带领团队应用纳滤技术从海藻中提取出海藻酸钠,将海中大量无用的海藻变成了食品、药品行业广泛应用的增稠剂、稳定剂;他们还从生产大豆蛋白的废水中提取出可食品添加的多糖,如果这些多糖不进行提取,最终都会经过生化反应变为二氧化碳排放到大气中。正是通过这些合作,让很多企业看到了膜技术的使用可以切实提高产品附加值,甚至让副产物变废为宝,极大地推动了国内纳滤膜的进一步研发和产业应用。
2001年,“纳滤膜组件”被评为国家重点新产品。这是由国家科技部牵头,对符合国家产业发展政策、在国内首次开发成功产品的认证。
“纳滤膜组件”国家重点新产品证书
2002年,高从堦继续开展海水纳滤软化技术的研究,研究纳滤膜分离性能的影响因素(如操作条件、物料性质),特别是去除海水中的钙、镁、硫酸根和碳酸根等易结垢的二价离子的能力,纳滤膜污染和清洗问题及运行的稳定性等;在上述研究开发的基础上,申报并获得国家“863”计划:“基于海上油田采油注水的海水膜软化技术的研究开发”, 开发了超滤+纳滤软化海水的工艺,再次填补了国内空白。该研究为中国海上油田的深度采油奠定了良好的基础,也为海水淡化和高浓度苦咸水淡化中,探索了纳滤膜应用的可行性。
基于近年国际上先进的纳米颗粒填充复合膜(TFN),他提出并进行了反应型纳米颗粒复合膜(R-TFN)的研究。该研究有望为高性能纳滤复合膜的开发打下坚实基础。
(未完待续)
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