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新型功能材料对很多领域的发展产生重要的影响。膜技术特别是超滤膜技术广泛应用到海水和水体净化、化工分离、医药和食品等领域,而膜技术的关键是膜材料。但是,目前的膜材料耐污染能力和选择性均有限,且成本高,限制了膜技术的发展和应用。该技术首先通过酸化ZrxSi1-x O2 /Al2O3功能材料的制备,然后在多孔支撑体上组装成自组装膜,并组装成设备后具有亲水、耐污染、选择性吸附和净化的性能,可广泛用于水体、污水、海水和含油海水的修复,并已进行了10吨/日自组装膜集成设备的现场运行,功能材料和设备均能产业化。
酸化ZrxSi1-x O2 /Al2O3功能材料组装成的自组装膜设备对海水和含油海水净化后可以达到碎屑岩油藏注水A3级标准(SY/T 5329-94)和天津市污水综合排放1级标准(DB12/356—2008),以及海水淡化反渗透膜的进水(浊度≤0.3NTU, SDI≤4)和向环境排放及回用的要求(固体悬浮物≤3mg/L,油含量≤8mg/L,COD≤50mg/L),在0.1Mpa压力下的通量大于350L/m2h,修复1吨含油海水的成本约0.15-0.2元人民币,成本低,可代替目前使用的聚合物超滤膜。
该设备已经进行了10吨/日自组装膜集成设备的现场运行,功能材料和设备均能产业化。年产100吨酸化ZrxSi1-x O2 /Al2O3功能材料需要投资500万元人民币(包括固定资产和流动资金),可组装修复200万吨水的自组装膜设备,需要员工10-15人,年利润大约在1000万人民币。1吨酸化ZrxSi1-x O2 /Al2O3功能材料组装成自组装膜后可修复含油海水2万吨,修复1吨含油海水需0.15-0.2元人民币。该技术拥有自主知识产权。2015/03-2015/09,澳大利亚昆士兰大学,纳米功能材料研究中心(ARC Centre of Excellence for Functional Nanomaterials) , 高级研究学者
2012,4-2012, 10 ,英国皇家工程院资助, 任英国爱丁堡大学工学院客座教授。2014/02-2014/02,澳大利亚科廷大学, 工学院化工系, 客座教授
2007/09-2008/09,澳大利亚昆士兰大学,纳米功能材料研究中心(ARC Centre of Excellence for Functional Nanomaterials) , 研究学者
1996/03-今, 天津大学, 化工学院,教授