Separations专题研讨会：膜技术—从基础创新到多元应用的前沿探索

Separations专题研讨会：膜技术—从基础创新到多元应用的前沿探索 | MDPI Seminar

发表时间：2025-03-19 阅读量：117

在科技飞速发展的当下，膜技术为众多领域带来全新变革，从能源开发到环境治理，从生物医学到材料科学，处处彰显着强大力量。本次专题研讨会，Separations 期刊非常荣幸地邀请到浙江大学膜与水处理技术教育部工程研究中心方传杰副研究员作为会议主席，北京科技大学刘敬崇副教授及巴斯大学谢明博士作为特邀嘉宾，以“膜技术—从基础创新到多元应用的前沿探索”这一主题为大家带来如下报告。

研讨会将深度剖析膜技术在各垂直领域的前沿发展趋势，三位讲师将深入探讨离子选择性纳滤膜设计、仿生二维材料门控分离膜以及机械化学促成的固有微孔聚合物在pH响应吸附膜中的应用等前沿话题，分享他们的最新研究成果和独到见解。欢迎大家积极参与，共同探索膜技术的未来发展方向！

研讨会信息

1 会议时间

2025年3月24日 19:00—21:00

2 会议形式

线上会议

3 观看方式

小鹅通直播间

点击下方链接，进入小鹅通会议直播。

https://dbofi.xetlk.com/sl/1SItlu

视频号

MDPI 开放科学视频号

会议议程

●

19:00—19:30

面向卤水提锂的离子选择性纳滤膜设计与制备

方传杰副研究员

浙江大学膜与水处理技术教育部工程研究中心

●

19:30—20:00

仿生二维材料门控分离膜

刘敬崇副教授

北京科技大学

●

20:00—20:30

机械化学促成的固有微孔聚合物用于pH响应吸附膜

谢明博士

巴斯大学

●

20:30—21:00

提问交流环节

会议主席

方传杰副研究员
浙江大学膜与水处理技术教育部工程研究中心

浙江大学副研究员/浙江大学绍兴研究院特聘研究员。博士毕业于日本神户大学。主要从事高分子膜材料制备新方法和新技术的开发，及制备过程中膜的孔结构及表界面性质调控的机理。在聚合物膜的结构设计制备、构效关系和应用方面取得以下创新性研究成果：(1) 建立了“共挤出耦合热致相分离技术制膜及表界面结构与性质调控”方法，制备了高性能的聚偏氟乙烯中空纤维膜材料；(2) 创制了兼具过滤与吸附双重功能的“纳米凝胶复合”中空纤维膜材料；(3) 发展了微孔聚合物超薄膜的制备及其多层次结构调控新方法。近五年，在 Nano Letters、Mater. Horizons、J. Membr. Sci.、J. Mater. Chem. A、Chem. Eng. J、ACS Appl. Mater. Interfaces 等期刊发表论文51篇 (第一作者/第一通讯作者35篇)，总引用1000余次。授权/受理国家发明专利33件，成果落地转化3项。主持国家自然科学基金面上和青年项目各1项、浙江省科技厅“领雁”科技攻关项目1项、中国博士后基金特别和面上资助项目各1项、浙江省博士后择优一等资助项目1项和企业委托技术开发项目2项。作为骨干参与国家重点研发计划项目课题1项、国家自然基金区域联合重点项目1项、国家自然基金面上项目2项、浙江省“尖兵”和“领雁”科技攻关项目各1项。获浙江省科技进步一等奖和中国轻工业联合会技术发明奖二等奖。在国内外各类学术会做主题报告或邀请报告20余次。

报告题目：面向卤水提锂的离子选择性纳滤膜设计与制备

报告简介：高镁锂比卤水中的镁锂高效分离是卤水提锂产业发展的关键技术瓶颈，传统纳滤膜用于镁锂分离时存在通量小、离子选择性低、服役稳定性差等难题。不同于传统纳滤膜以唐南平衡效应为主要分离机理，我们基于镁、锂离子尺寸的差异，提出设计并制备了以尺筛分为主要分离机理的孔径窄分布纳滤膜，用于高镁锂比盐湖卤水中的镁锂分离。采用均相分子层沉积和扩散可控界面聚合制备复合纳滤膜，通过反应体系的设计、基膜的优选与中间层构筑、反应过程的控制来优化了分离层结构密度与孔径分布，形成孔径介于镁、锂离子尺寸之间的分离层，并解决支撑层与分离层的匹配问题。开发了膜表面二次修饰方法，进一步调节了分离层的微结构和荷电性，提高复合膜的耐盐性和抗酸碱性，增强服役稳定性。在此基础上，开展了纳滤膜的规模化制备，获得了高性能纳滤膜元件，为卤水锂资源的膜法高效提取提供技术和材料支撑。

特邀嘉宾

刘敬崇副教授
北京科技大学

北京科技大学副教授，硕士生导师。2019年入选全国博士后创新人才支持计划；2020年入选北京市科协2021—2023年度“青年人才托举工程”。作为负责人承担国家自然科学基金青年项目、北京市自然科学基金面上项目、博新计划、中科院仿生材料与界面科学重点实验室开放基金等。主要研究方向为仿生智能门控薄膜材料，开发高度限域空间中分子、离子、光子智能传输的新型调控策略及理论。以第一作者或通讯作者在 Nat. Commun.、Matter、Mater. Today、NAdv. Funct. Mater.、Nano Lett.、Interdiscip. Mater.、Sci. China Chem.、Energy Storage Mater. 等期刊发表论文多篇，总引用2500余次。

报告题目：仿生二维材料门控分离膜

报告简介：将仿生思想应用于分离膜的设计中，不仅有助于推动新一代膜材料的开发，而且会有效提升分离膜性能，从而使其更好地应用于化工分离中，来解决现代社会所面临的一些重大挑战。受植物气孔在高温下会关闭这一生物功能启发，我们设计了一种具有负温度响应性质的纳米门控薄膜，该薄膜可作为水阀门使用并且可实现小分子的精确分离。分离膜由二维材料氧化石墨烯与聚 (N-异丙基丙烯酰胺) 组成，两组分以共价键连接。我们通过调控温度可以实现该智能膜孔径的变化，从而对水的通过有较大开关比。此外，这一特性还使得该膜可以实现不同尺寸混合分子的梯度分离。最近，我们将该体系拓展到MXene，WSe2等二维材料，制备了具有增强抗污性能及超高水通量的纳滤膜。我们报导的这种仿生纳米门控薄膜拓宽了用于化工生产的分离膜范围，并且在智能门控系统和微流控化工领域有着潜在的应用。

谢明博士
巴斯大学

巴斯大学化学与环境工程系讲师，皇家工程院工业研究员。研究专注于食品-水-能源关系中的膜技术。曾获得2018年澳大利亚长江奋进奖，并已在《自然评论地球与环境》《自然水》《自然通讯》《环境科学与技术》及《水资源研究》等顶尖期刊上发表了70余篇同行评审文章。研究吸引了来自工程和物理科学研究委员会、皇家化学学会、皇家学会、英国文化协会和利弗休姆信托基金等机构超过1500万英镑的研究资金支持。担任IChemE可持续发展中心的技术咨询委员会成员。

报告题目：机械化学促成的固有微孔聚合物用于pH响应吸附膜

报告简介：膜分离技术在实现净零排放方面发挥着关键作用。然而，当前的膜制造主要依赖于大量有毒溶剂和通过湿化学方法从化石燃料衍生的聚合物，这最终削弱了膜技术的优势。我们提出了一种机械化学方法，以可持续的方式制造固有微孔聚合物 (PIM)，该方法在环境友好、无溶剂的条件下加速了聚合物合成。由于其高比表面积、互连的自由体积元素、结构多样性及灵活的加工性，PIM被强调为突破渗透性/选择性权衡的理想聚合物。我们进行了全面的生命周期评估 (LCA)，以比较和模拟湿化学法与机械合成法制备PIM的环境影响。研究结果表明，通过机械化学成功合成了PIM-1，并显著减少了约1.5倍的环境影响，相比传统的湿化学合成路径。这一进展为推进可持续和环保的聚合物合成提供了巨大潜力。利用机械合成的PIM，我们进一步设计并制造了一种新型的pH响应型氨肟修饰膜 (AOPIM)，用于在不同pH条件下选择性分离带电染料。该膜采用非溶剂诱导相分离方法制备，乙醇作为非溶剂。利用氨肟基团作为选择性亲和位点，AOPIM膜表现出电荷反转特性，实现了高吸附容量，特别是对亚甲蓝 (MB) 的吸收量达到444.2 mg g-1。在染料过滤中，它对阴离子 (IC：94.7 L m-2h-1bar-1；80%去除率) 和阳离子染料 (MB：94.9 L m-2h-1bar-1；99%去除率) 均达到了显著的分离效率。此外，在高pH环境下，AOPIM膜对双染料混合物中的阳离子染料也具有较高的分离选择性。这里报道的结果突显了AOPIM膜独特的pH响应特性，为吸附膜在污染去除及更广泛的环境应用中开辟了新的途径。

主办单位