高性能有机溶剂反渗透膜材料的开发与应用

成果编号：38537

价格：面议

完成单位：南京大学

单位类别：985系统院所、211系统院所

完成时间：2021年

成熟程度：试生产阶段

服务产业领域：装备制造、新材料

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发布人：南京大学技术转移中心在线

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蒸馏、蒸发、升华等高耗能的相变分离方式消耗了人类社会年总能耗的10-15%。发展非相变的膜分离材料与技术可以将分离过程的能耗下降一个数量级，可作为未来绿色化工发展的重要方向，也是我国实现2060能源碳中和以及可持续发展的国策的重要支撑。有机溶液反渗透膜分离技术可以实现有机液体的低能耗分离过程。具体上讲，该项技术可以用于从原油中提取轻质烃类、直链烷烃与支·链烷烃的分离、以及极性溶剂与非极性溶剂（例如DMF与甲苯的混合物）的分离，在石油化工、化学制药、化工分离中具有十分重大的应用价值。本项目致力于开发新型富氟型功能高分子膜材料，用以实现高通量、高选择性、高性能稳定性、容易膜加工、有商业化应用价值的有机溶剂反渗透膜分离应用。

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成果介绍

科技计划：

成果形式：新技术、新工艺、新产品

合作方式：技术转让、技术开发、技术咨询

参与活动：第二届江苏产学研合作对接大会 2023年高校院所服务苏北五市产学研合作对接活动

专利情况：未申请专利

成果简介

综合介绍

创新要点

1.高分子膜分离材料的核心单元由富氟型的结构单元构成。富氟结构一方面赋予了膜材料很高的亲油性；另一方面提高了膜材料的耐溶胀能力，能够提供稳定的高分离性能。 2.采取了高效可控的Pd催化偶联聚合方法学，使得高分子的合成可放大，分子量可控，合成灵活度高，为从分子水平深入研究高分子结构和膜性能的构效关系提供了有力的物质基础。 3.采取可靠有效的成膜方法，制备亚微米级的复合薄膜，能够稳定地在30-75bar的压力下进行有机溶剂反渗透分离。

技术指标

高分子角度：数均分子量 >100 kDa；玻璃化转换温度 > 300 K;热降解温度（5%）> 500 K; 复合膜角度：复合膜致密层厚度 2 m2 在极性溶剂中的溶胀度不超过10%；在非极性溶剂中的溶胀度不超过30%

其他说明

有机溶剂反渗透性能角度：甲苯的通量不低于 0.1 L/m2*h*bar；甲苯/三异丙基苯的混合物分离中，三异丙基苯的截留率不低于90%；有机溶剂反渗透过程中压力承受范围为30 - 80 bar; 多组分有机溶剂分离过程中，膜材料的截留分子量应不高于200 Da; 极性溶剂（DMF）/非极性溶剂（甲苯）的分离系数不低于10；直链烷烃与支链烷烃的分离系数不低于4；能够在高压（> 30 bar）的运营条件下稳定工作5000 h。

完成人信息

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