纳滤膜的创新之路：
从实验室到工业应用
Academician's story
80年代后期，伴随着低压反渗透技术而诞生的一种新型分离膜——疏松反渗透膜问世。凭借多年的科研经验，高从堦意识到这是一种特殊而又很有前途的分离膜品种。为了将这种膜和反渗透膜进行区分，也为了更好地应用和传播，高从堦依照词义和语音，在《水处理技术》期刊中首次将这种疏松反渗透膜的中文名命名为“纳滤”，成为这类膜产品更被大家所熟知的名字。纳滤与超滤、反渗透一样，均是以压力差为驱动力的膜分离过程，孔径范围在几个纳米左右，纳滤膜最重要的特征是具有荷电性，对不同价态的离子有不同的分离效果。如果说反渗透膜主要应用在海水淡化和纯水制备领域的话，这种膜将可以解决化工生产环节的各种液体分离需求，真正开启工业膜分离时代。
1988年，高从堦结合杭州水处理在三醋酸纤维素（CTA）膜和复合反渗透膜的既有研究优势下，在国内首先开展纳滤膜的研究开发工作，相继研发了醋酸-三醋酸纤维素（CA-CTA）纳滤膜、磺化聚醚砜（S-PES）涂层纳滤膜。
1990年，第一代复合反渗透膜小试成功，虽然脱盐率还达不到海水淡化的要求，但高从堦发现复合膜产水所需压力较低，对Mg2+，Ca2+等二价离子的脱除率较高，便想到在复合膜的基础上继续完善纳滤膜的研发体系，建立了复合纳滤膜的制膜、评价体系。“复合膜应用于工业特种分离”这个概念也是在此时提出。
在1991年前后，为了推动纳滤膜的工程化应用，高从堦与上海染化八厂开展合作，进行了“纳滤纯化和浓缩染料”项目的研究开发。那时中国生产的染料因为没有纯化技术，可溶的盐分无法去除，若用在打印机等应用场景，会因为盐分结晶而堵塞喷头，所以只能作为低端产品用于布料的染色。而这个项目就是要将只能染布的染料变成可以喷墨打印的高端染料。
摄于1998年，高从堦院士向时任中国工程院院长宋健汇报工作
喷墨染料想要避免盐分的缓慢析出，要求纯度极高。染料的分子量虽然比盐的分子量大，但作为一个含有十几种物质的复杂混合体系，想要把染料全截流而把盐分尽可能多地透过，就需要选择最合适的孔径。在膜材料的选择上必须考虑膜材料与有机物的相容性、膜材料的荷电性及其与溶质的相互作用、膜的污染及清洗等问题。传统的膜分离无法实现，这就需要利用纳滤膜的荷电特性以及膜、溶液、溶质之间的综合界面现象来实现。
（未完待续）
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