会议背景：
“第二届膜科学与技术在‘双碳’战略中的应用研讨会”将于2025年5月16-18日在南京瑞斯丽酒店召开。本次会议由中国膜工业协会和国家高性能膜材料创新中心共同主办，会议将围绕从根本上破解“双碳”难题的用于电池、电解、电渗析、正渗透、气膜等能源领域的功能膜材料与膜过程的技术进步进行交流，从根本上推动能源技术与结构的变革。同期成立中国膜工业协会新能源膜专业委员会。
本次会议主要内容包括但不限于应用于“双碳”战略中的原料制备、能源贮运、资源再生等过程中，所采取的离子传导膜、气体分离膜、离子交换膜、纳滤分离膜、光电膜等功能膜材料与膜过程。
时间地点：
会议时间：2025年5月16-18日
会议酒店：南京瑞斯丽酒店
以下介绍许振良教授等几位专家的报告内容。
【大会报告】
面向锂资源利用纳滤膜构建及其应用
许振良
教授 所长
华东理工大学
个人简介：
许振良，教授，博士生导师，化学工程研究所所长，上海电子化学品创新研究院首席研究员。曾聘为国家科技部项目专员、江苏省双创人才、广东省“电子化学品”双创团队带头人等。中国膜工业协会常务理事和专家委员(副秘书长)、中国膜工业协会工程与应用专委会副主任和纳米通道膜技术专委会主任、上海膜材料产业发展联盟常务副理事长与常务副秘书长等；中国化学试剂工业协会电子化学品分会副会长兼秘书长、中国电子化工新材料产业联盟理事与专家委员会委员、中国石油和化学工业联合会电子化学品工作组理事与专家委员会委员、中国化工学会电子化学品专委会委员等。编著书5本，专利80余件，获省部级奖5项，主持和参与国家级11项、省部级12项、企业80余项等项目，论文550余篇，连续11年(2014-2024)入选Elsevier最具世界影响力的中国高被引学者榜单，功能膜材料与分离膜、电子化学品等多项科研成果已获应用。
报告简介：
通常，工业废水和盐湖卤水含有大量的金属离子资源高Mg2+/Li+比的盐湖卤水给提取锂资源带来了很大的困难，而资源回收再利用解决了高价值金属矿产资源短缺的问题，离子分离技术在处理废水资源回用、盐湖提锂、水软化等方面具有重要意义。本文评述了盐湖卤水、海水、锂电池正极材料等锂资源提锂研究现状，讨论了沉淀法、萃取法、蒸发结晶法、吸附法以及膜分离技术等盐湖卤水锂资源提锂方法，重点讨论了高镁锂比盐湖卤水及海水等纳滤膜技术的研究进展，解决了荷正电纳滤膜抗污染性能较差的问题，通过亲水型中间层解决Mg2+/Li+纳滤膜通量较低的问题，从而提出高镁锂比盐湖卤水开发思路。
【分会场报告】
用于分子精准分离的微孔聚合物膜
朱利平
副所长
膜中心主任
浙江大学
个人简介：
朱利平，浙江大学高分子科学与工程学系教授、膜与水处理技术教育部工程研究中心主任，已承担国家自然科学基金项目7项、国家重点研发计划课题1项等科研项目30余项，发表高质量论文170余篇，他引8700余次，H指数53，入选2023、2024斯坦福全球Top 2%科学家榜单。创建了分子层沉积、热诱导表面重塑等制备高性能膜材料的新方法，突破了长效抗污纳米复合膜制备系列关键技术，支撑企业产值近10亿元/年。获授权发明专利42项，获2022年浙江省科技进步奖一等奖（排1）、2019中国化工学会科技进步奖一等奖（排1）等科技奖励，担任SCI期刊J. Membr. Sci. Lett.、浙江大学学报(英文版)等期刊编委，《膜科学与技术》期刊通讯编委。
报告简介：
在石化、制药等工业领域，有机溶剂作为基础介质被广泛使用。实现有机溶剂中高效、节能的分子精准分离是当前面临的关键技术挑战。与传统蒸馏、精馏及萃取等工艺相比，膜分离技术凭借其显著的节能优势（可节能约90%）和温和的操作条件，在实现“双碳”战略目标中具有重要应用价值。本研究团队针对工业领域对分子精准分离的迫切需求，重点聚焦于微孔（<2 nm，与分子分离需求高度匹配）聚合物基分离膜材料的结构设计与性能优化。通过多维度调控策略，从化学结构、聚集态结构、界面结构等层次对膜材料进行系统优化。采用表面涂覆、热重塑、界面生长等制备方法，成功构建了具有微孔传质通道的复合膜材料。深入探究了分子在孔道中的限域传质规律与分离机理，显著提升了膜材料的渗透通量和分离精度。所开发的膜材料不仅展现出优异的溶剂耐受性，更在有机溶剂纳滤和有机溶剂反渗透级别实现了高精度的分子筛分与拆分性能。这类创新性膜材料在膜法分馏、药物提纯与精制、溶剂回收等工业分离领域具有广阔的应用前景，为节能、高效的分子精准分离提供了新的技术路径和理论指导。
【分会场报告】
用于电解水的高耐久聚（亚芳基-次甲基哌啶盐）电解质膜
魏海兵
教授
合肥工业大学
个人简介：
魏海兵，合肥工业大学教授，博士生导师，安徽省先进功能材料与器件重点实验室副主任， AEMemr®系列阴离子交换膜主要发明人。主要从事电化学能量转换用聚电解质膜、高性能高分子材料等方向的研究。先后主持国家自然科学基金3项、安徽省重大科技攻关1项、企业技术开发项目6项等科研项目，在Chem. Soc. Rev., Adv. Funct. Mater., Macromolecules, J. Membr. Sci.等刊物上发表论文60余篇，授权包括美国专利等专利10余件。曾获2023年安徽省教学成果一等奖和2018年安徽省科技进步二等奖。
报告简介：
针对传统聚（亚芳基-哌啶盐）型阴离子交换膜（AEM）耐碱性不足的关键问题，本研究基于芳基哌啶阳离子在碱性条件下易发生Hofmann消除降解，通过分子设计降低芳环对哌啶阳离子β-H消除的活化效应，以提高AEM的耐碱性。采用哌啶醛类单体代替传统哌啶酮类单体，在哌啶阳离子β位引入柔性次甲基间隔基，进而将其共价锚定于芳环聚合物主链。该结构设计可有效调控哌啶阳离子的电子云密度和构象松弛。在80℃、10 M NaOH的碱解实验中，传统聚（亚芳基-哌啶盐）经1000小时处理后发生明显的Hofmann消除降解，导致82%的离子损失；而本工作构建的聚（亚芳基-次甲基哌啶盐）在相同的条件下仅发生6%的哌啶阳离子降解。
基于此类结构的PBP-DMP-68膜组装的电解槽（以1M KOH为辅助电解质），在80°C条件下，2.0 V时电流密度达12.75 A cm−2。在60°C、1 A cm−2的恒电流运行下，电解槽的法拉第效率大于98%，氧中氢含量小于0.2%，制备氢气纯度大于99.98%。并在该条件下稳定运行1200 h，其电压衰减率仅为80 μV h−1，且法拉第效率一直维持在98%以上。此外，在5 M KOH为辅助电解质的条件下，采用全非贵金属电极的电解槽在500 h运行过程中电压几乎维持不变，且运行后阴离子膜PBP-DMP-68也未发现降解。
【分会场报告】
聚酰亚胺分离膜：场景定制设计与改性策略
庄永兵
研究员
中国科学院过程工程研究所
个人简介：
庄永兵，工学博士，中国科学院过程工程研究所研究员、博士生导师。自2005年以来一直从事聚酰亚胺的分子设计、合成及其相关应用研究。近年来，聚焦聚酰亚胺在分离功能（气体分离等）、介电功能（层间绝缘等）、光学功能等领域关键核心技术和产品，致力于核心原材料（包括单体）的基础研究及批量化制备与应用关键技术攻关。在《Progress in Polymer Science》等杂志上发表论文70多篇，申请或获授权专利20多件。为国家科技专家库专家、工信部工业领域评标评审专家库专家、中国电工技术学会绝缘材料与绝缘技术专委会委员、《膜科学与技术》通讯编委、北京膜学会理事、多家高新技术企业的技术顾问。
报告简介：
聚酰亚胺（PI）作为主链含酰亚胺环的耐热高分子材料（长期耐温＞300℃），在气体分离（氢氦回收、CO₂捕集、天然气脱碳）、液体分离（渗透汽化）等特种分离领域已形成规模化应用。然而其在特定场景的应用仍面临双重挑战：一方面，传统PI树脂因难溶解熔融导致加工性受限；另一方面，面对复杂应用场景（如天然气脱碳、低丰度氦气提纯、无湿宽温域离子交换、强酸性体系大分子分离等），需针对性优化膜的选择性、抗塑化及耐溶胀性能。针对加工瓶颈，通过分子工程策略开发了自具微孔聚酰亚胺（PI-TB）——基于商业化原料经两步反应合成含Tröger’s Base（TB，V型扭曲结构）的二胺单体，在保留耐热性与机械强度的同时，赋予材料优异的可溶加工性及微孔结构，可应用于高透气气体分离膜、宽温域燃料电池质子交换膜等领域。针对场景适配性，紧密结合应用场景的物理化学条件（如温度、压力、气体组成）和分离目标（如选择性、通量、稳定性），通过分子结构设计、物理共混、交联改性、工艺优化等多维度手段调控实现性能定制：例如引入苯并环丁烯交联网络提升PI膜在高压下的分离选择性，构建共混复合膜强化耐酸性及分离性能。
【分会场报告】
芳香离子交换膜的设计、制备及应用
李劲超
副教授
西南科技大学
个人简介：
李劲超，博士（后），副教授，入选四川省“天府青城计划”青年科技人才项目。长期从事高分子膜及膜分离、新能源材料等方向的研究工作。主持国家自然科学基金（面上项目、青年基金）、中国博士后科学基金面上项目、四川省自然科学基金面上项目等科研项目。主研国家自然科学基金联合重点项目、四川省杰出青年科学基金等项目。目前，在Chem. Eng. J.、J. Mater. Chem. A、J. Membr. Sci.等期刊上发表学术论文50余篇，参编专著1部，授权发明专利10余件。
报告简介：
新型可再生能源易受昼夜、季节、气候等因素的影响，具有波动性、间歇性，难以直接接入电网以实现连续稳定的电能输出。配备长时储能系统是解决可再生能源发电非稳态特性的重要手段，亦是解决电力系统供需矛盾、保证新能源合理利用、高效智能电网稳定运行的关键技术。在众多长时储能系统中，全钒液流电池具有本质安全、容量和功率可调、大电流无损深度放电、使用寿命长和无环境污染等优势。离子交换膜作为全钒液流电池的关键组件之一，其理化特性直接决定着电池的性能、寿命及成本。目前进口商用Nafion膜存在钒渗透与水迁移严重、离子选择性低等问题。基于此，采用有机反应，合成了多种新型功能胺类、酐类单体，并精准调控分子结构，面向全钒液流电池应用开发出系列聚酰亚胺、聚苯并咪唑基离子交换膜材料。所开发新型离子交换膜使实验室级全钒液流电池寿命超充放电循环循环次数超过2000次，且其电池性能保持稳定，在报道的全钒液流电池用离子交换膜中展现出了一定的优势。此外，采用“实验+计算”的手段阐明膜在全钒液流电池环境下的结构演变过程和失效机理，为未来高性能离子交换膜的精准制备奠定了理论基础。
【分会场报告】
面向气体分离的微孔有机分子筛膜设计与调控
杨磊鑫
副教授
天津科技大学
个人简介：
杨磊鑫，博士，天津科技大学轻工科学与工程学院副教授，2020年毕业于天津大学化工学院，导师：姜忠义教授。主要从事高性能微孔有机分子筛膜材料（聚酰亚胺、COFs等）开发和高效气体分离过程（氢气回收、碳捕集过程等）研究，并扩展膜在固态锂金属电池与水系锌电池中的应用。在Chemical Society Reviews, Nature Communications, Advanced Functional Materials, Journal of Membrane Science等期刊发表SCI论文40余篇。主持包含国家自然科学基金、广东省面上基金及企业委托横向等项目。
报告简介：
对膜分离材料的结构调控是实现高性能气体分离膜的有效手段；同时，物理老化现象也是阻碍高性能微孔有机分子筛材料在气体分离实际应用的巨大挑战。在此，通过对微孔有机分子筛的单体结构设计，将原子级基团（卤素、醚氧基等）引入微孔有机高分子结构中以通过引入原子范德华体积、锚定扭曲单体结构，抑制聚合物链段致密堆积，提升聚合物膜自由体积分数，从而实现微孔有机分子筛膜渗透性系数显著提升。从原子级结构调控，阐述膜结构与气体分离性能间的“构效关系”。此外，卤原子等具有大的范德华体积，会抑制聚合物分子链的致密堆积并阻碍主链旋转，最终减缓老化过程中自由体积的释放，尤其是在250天及360天后，微孔有机分子筛膜仍保有~70%的气体渗透率；膜分离性能超越CO2/CH4、O2/N2等气体对2008、2019年Robeson上线。此外，通过对优选微孔有机分子筛宏量制备及非溶剂诱导相转化制备不同分离结构的中空纤维气体分离膜，其性能超越市售中空纤维气体分离膜H2/CH4及O2/N2分离性能，为后续工业化制备中空纤维气体分离膜奠定基础。本研究为聚合物膜结构精密调控提供思路，启发设计具有高渗透率和抗老化性能的微孔有机分子筛膜。
【分会场报告】
基于聚苯并咪唑兼具耐溶剂与一价阴离子选择性离子交换膜的设计
廖俊斌
副研究员
浙江工业大学
个人简介：
廖俊斌，博士，浙江工业大学化学工程学院副研究员，博士生导师。主要从事特种离子膜、能源离子膜、荷电多孔膜及膜技术过程应用。先后主持国家自然科学青年基金项目、浙江省重点研发计划项目子课题、杭州市重点研发计划项目子课题、浙江省自然科学青年基金项目等基金项目和企业项目等10余项。近年来，在Advanced Functional Materials,、ACS Nano、Small、Chem. Eng. J.、J. Membr. Sci.、ACS Appl. Mater. Interfaces、ACS Sustainable Chem. Eng.等杂志发表期刊论文100余篇。合作出Royal Society of Chemistry外文专著1部。申请/授权中国发明专利50余件。
报告简介：
含有机溶剂及多组分无机盐离子的工业废水排放不仅造成资源严重浪费，更引发持续性环境破坏和人类健康威胁。在此背景下，开发高效节能的新型分离技术迫在眉睫。电渗析技术凭借其低能耗、设备操作简便及离子精准分离等优势，在众多废水处理技术中脱颖而出。值得注意的是，针对复杂有机溶剂体系，开发兼具一价离子选择性和耐溶剂稳定性的离子膜至关重要。本研究聚焦聚苯并咪唑（PBI）高性能聚合物基材，设计开发了一种双功能侧链型阴离子膜。实验表明，所制备膜在有机溶剂中表现出卓越的尺寸稳定性：吸液率＜25%，溶胀率＜10%，其中最优样品PBI-IM-6C在有机溶剂长期浸泡（120天）后仍保持结构完整性（形貌未显著变化），质量损失率仅为5.8%，较同类材料降低40%以上。在分离性能方面，PBI-IM-6C展现出突破性的一价阴离子选择性：在2.5 mA·cm−2电流密度下，Cl–/SO42–渗透选择性达到49.11，较Neosepta ACS商业膜（6.50）提升约7.5倍。通过小角X射线散射（SAXS）表征发现，该膜0.379 nm的离子簇尺寸精准匹配Cl–水合半径（0.332 nm），同时有效阻隔SO42–（水合半径0.456 nm）。研究表明，引入的疏水C6烷基侧链通过构建动态亲/疏水微相分离结构，不仅增强了膜材料的有机溶剂耐受性（接触角提升至112°），更通过立体位阻效应调控离子传输通道尺寸，实现离子筛分效应的协同增强。该研究成果为开发新一代高效离子分离膜提供了重要理论依据和技术路径，在化工废水处理、资源回收等领域展现出广阔应用前景。
END
