項(xiàng)目類(lèi)別：國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃
參與人員：張所波，張奇峰，孫宇軒，代磊，李永綱及9名研究生以及4名項(xiàng)目聘用人員
起止日期：2021.12-2025.11
有機(jī)溶劑納濾（OSN）是一種新型膜分離技術(shù)，能夠?qū)Ψ肿恿吭?200-1000 Da 的
分子進(jìn)行高效分離，具有節(jié)能、環(huán)境友好、避免熱敏物質(zhì)破壞等優(yōu)點(diǎn)，有望大幅
降低分離過(guò)程的能耗和碳排放、助力實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”遠(yuǎn)景目標(biāo)。本項(xiàng)目
面向我國(guó) OSN 膜產(chǎn)品完全依賴(lài)進(jìn)口、亟待突破制膜原料和膜生產(chǎn)技術(shù)的重大需求，
圍繞在加壓的溶劑環(huán)境中、膜材料的理化特征和形態(tài)結(jié)構(gòu)對(duì) OSN 復(fù)合膜分離性能
的影響及動(dòng)態(tài)演變規(guī)律關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，研究以聚醚醚酮（PEEK）不對(duì)稱(chēng)膜和聚四
氟乙烯（PTFE）基雙向拉伸多孔膜為支撐層、聚酰胺（PA）和聚酰亞胺（PI）等
耐溶劑性超薄膜為分離層的復(fù)合 OSN 膜材料體系，突破 PEEK 和 PTFE 基兩類(lèi)耐溶
劑膜基礎(chǔ)樹(shù)脂分子設(shè)計(jì)與制備、耐溶劑型復(fù)合膜表界面結(jié)構(gòu)調(diào)控與制備、耐溶劑
膜組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及封裝、膜材料在有機(jī)溶劑體系中運(yùn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)等關(guān)鍵技術(shù)，
建立相關(guān)膜原料、膜材料及膜組件的低成本規(guī)模化綠色生產(chǎn)技術(shù)。
項(xiàng)目主要研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線(xiàn)：1）研究建立可溶性 PEEK 前驅(qū)體樹(shù)脂的規(guī)模
化制備技術(shù)、及耐溶劑 PEEK 基多孔膜的制備與性能調(diào)控方法；2）采用分散聚合
技術(shù)制備四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物熱熔性樹(shù)脂（PTFE-FO），研
究建立 PTFE-FO 樹(shù)脂及其多孔膜規(guī)模化制備關(guān)鍵技術(shù)；3）基于可控的表界面工程
技術(shù)在 PEEK 和 PTFE-FO 支撐層上構(gòu)筑 PA、PI、有機(jī)微孔聚合物（MOPs）等超薄
分離層，發(fā)展規(guī)模化制備技術(shù)；4）研究建立卷式和碟管式兩類(lèi) OSN 膜組件的結(jié)構(gòu)
設(shè)計(jì)及封裝技術(shù)；5）結(jié)合膜材料實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和膜組件工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景運(yùn)行，建立
OSN 膜運(yùn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法。
預(yù)期達(dá)到的考核指標(biāo)：1）PEEK 前驅(qū)體樹(shù)脂重均分子量≥100000 Da、分子
量多分散指數(shù)＜2.5，產(chǎn)能達(dá)到 10 噸/年以上（滿(mǎn)足 10 萬(wàn) m2 膜用量）；2）PTFE
基制膜樹(shù)脂標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)密度 2.15-2.17、拉伸強(qiáng)度≥26 MPa，產(chǎn)能達(dá)到 20 噸/年以
上（滿(mǎn)足 10 萬(wàn) m2 膜用量）；3）PEEK 基 OSN 膜的截留分子量≤200 Da、乙醇滲透
系數(shù)≥1.0 L.m-2.h-1.bar-1，PTFE 基復(fù)合 OSN 膜的截留分子量≤200 Da、甲苯
滲透系數(shù)≥1.0 L.m-2.h-1.bar-1；4）開(kāi)發(fā)的 OSN 膜組件在汽車(chē)涂裝廢溶劑及藥
物提取溶劑回收等應(yīng)用場(chǎng)景穩(wěn)定運(yùn)行兩年以上、性能衰減低于 10%；5）建立 OSN
膜測(cè)試方法國(guó)家/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 1 項(xiàng)、發(fā)表高水平代表作論文 20 篇以上、申請(qǐng)中國(guó)發(fā)
明專(zhuān)利 30 件以上。
通過(guò)項(xiàng)目的實(shí)施，搭建起面向耐溶劑型復(fù)合有機(jī)膜制備共性關(guān)鍵技術(shù)的“膜
材料設(shè)計(jì)與制備理論-膜制備技術(shù)和平臺(tái)-膜性能評(píng)價(jià)方法”全鏈條研發(fā)體系。