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有機溶劑超深度脫水分子篩膜和成套裝備
本項目國際上首次實現了分子篩膜材料的連續化合成。解決了無機分子篩膜材料生產的品質穩定性難題，保障了超低缺陷分子篩膜材料的大規模生產應用。
本項目基于國際首創的微波介電合成技術,通過微波連續鍍膜裝備的自主研發，進一步強化微波合成過程中的非熱效應（如Maxwell-Wagner效應，選鍵活化效應等)，弱化熱效應，在國際上首次實現了高質量分子篩膜材料的連續化生產。專家組鑒定意見為:項目自主開發了連續化微波鍍膜技術、自動化膜管后處理技術、分子篩膜管質量在線檢測技術，并研制了相關生產與檢測設備，形成了自動化分子篩膜連續生產線，年產量大于2萬平米，合格品率大于99%，優級品率大于90%。這些指標與代表國際領先水平的日本三井造船和三菱化學的數據相比，具有5倍以上的單線產能提升和15%以上的合格品率提升，解決了分子篩膜材料生產的品質穩定性難題。更為重要的是，利用微波合成技術將分子篩膜的構成晶體從微米級縮小至納米級，極大程度上消除了傳統方法無法解決的系統缺陷，優級品分子篩膜表現出世界領先的分離選擇性，為分子篩膜超深度脫水應用奠定了重要基礎。
寧波大學
2021-05-11
有機溶劑超深度脫水分子篩膜和成套裝備
本項目采用自主研發的連續微波合成技術和裝備，結合行業首創的分子篩膜快速在線監測方法，成果實現了高性能分子篩膜材料的連續化生產，并在此基礎上通過高效率膜組件的研制和成套設備的設計制造。
一、項目分類
關鍵核心技術突破
二、成果簡介
分離是工業生產過程中重要的單元操作過程之一，占到工業過程能耗的40-60%。降低分離過程能耗收到全球普遍重視，其中膜分離提供了一條重要的技術路線。本項目采用自主研發的連續微波合成技術和裝備，結合行業首創的分子篩膜快速在線監測方法，成果實現了高性能分子篩膜材料的連續化生產，并在此基礎上通過高效率膜組件的研制和成套設備的設計制造，在生命醫藥、新能源、高端化工等領域進行了分子篩膜有機溶劑超深度脫水的示范推廣。項目成果（包含膜材料，膜組件、成套技術和裝備）將助推我國醫藥、化工與新能源領域的節能降耗與產業升級，引領全球先進分離技術的行業發展。
已申請專利 23 項，其中發明專利 17 項（授權 1 項），實用新型專 利 5 項（授權 2 項），PCT1 項。在 Science, Angew. Chem. Int. Ed., J. Am. Chem. Soc., Adv. Mater., J. Membr. Sci.等期刊發表頂尖論文 90 余篇。
創新點：
（1）國際上首次實現了分子篩膜材料的連續化合成。解決了無機分子篩膜材料生產的品質穩定性難題，保障了超低缺陷分子篩膜材料的大規模生產應用。
（2）發展了具有獨特流道結構的高效率膜組件，實現了膜組件產品的系列 化和標準化。
（3）國際上率先完成了分子篩膜用于有機溶劑超深度脫水的若干項標桿式工業應用。
圖 3. 電子級 NMP 的現場精制的成套撬塊化設備
寧波大學
2022-08-16
超分子薄膜構筑方法
首先，一種大頭基的表面活性劑(DEAB)可以與反電荷的多頭配體(TPE-BPA)得到一種納米尺寸的無規配位簇，而后金屬離子(Zn2+)的加入則可迅速使之交聯形成無定形的白色沉淀物。通過自發的結塊過程，沉淀中的分子可進一步發生重排運動，并使其由白色粉末狀的固體在短時間內轉變形成透明且可自支撐的薄膜材料。
北京大學
2021-04-11
配位超分子自組裝
利用氨基功能化配體與鈣鹽組裝得到一種新穎的二維層狀Ca-MOF。其通過{Ca3O18}簇與配體連接而成的金屬-有機層上懸掛配位的DMF分子，并進一步通過DMF間的范德華弱作用力層層堆疊，形成“范德華MOF”多層結構。基于DMF的動態配位活性，該獨特的金屬-有機多層MOF能實現層內穩態和層間動態的有效平衡，并存在具有半導體發光特性的層間激子（exciton）發光和層內激基締合物（excimer）發光的雙通道發射。?發展了二維MOF設計和利用的新概念，將“自下而上”的金屬-有機配位組裝與“自上而下”的后合成形貌加工調控相結合，實現了超薄二維MOF的簡便、綠色、宏量制備的新方法，并為光學存儲器等應用建立了元器件模型。
中山大學
2021-04-13
配位超分子自組裝
實現了一系列光功能導向金屬-有機配位超分子材料的合理化模型設計與可控合成，探索了新型傳能與發光、光調制、光轉換的機理與機制，建立了獨特的光學應用器件模型。如利用配位鍵動態活性的后合成剝離策略，可逆轉換配位材料空間維度，獲得了具有層間/層內熒光調控開關特性的超薄2D配位發光材料 利用ESIPT多能級配體激發態過程，構筑了超快速專一性水分子光響應配合物薄膜器件，以及用于F離子、溫度、溶劑等的熒光探針材料 利用異質同晶配位特性和區域控制各向異性外延技術，獲得具有異質結超晶格的多稀土MOF單晶，實現多層次間隔色域可調發光，建立了光譜—空間編碼結合的單晶光學微器件、雙通道高等級編碼配合物材料、單金屬單相/多金屬單相配合物白光與混光材料
中山大學
2021-04-13
一類自愈型超交聯高分子-金屬有機籠(HCMOPs)復合膜
南開大學化學學院張振杰研究員與利默里克大學的MichaelJ.Zaworotko教授、藥物化學生物學國家重點實驗室陳瑤研究員合作，首次提出超交聯金屬有機籠（hypercrosslinkedMOPs，簡稱HCMOPs）的概念，并成功制備一類新型的高分子-金屬有機籠復合膜，即將可溶性的MOPs作為共聚單體參與聚合反應，同時MOPs作為高連接結點賦予膜材料優異的性能。該復合膜繼承了MOPs（例如陽離子性質和永久孔隙率）和聚合物（例如自愈合能力、抗菌活性、高水通量和良好加工性）的優點。將MOPs引入高分子后，可顯著提高膜材料的機械性能和選擇性分離性能。自愈性能和抗菌活性也進一步擴大了HCMOPs膜的潛在用途（例如殺死病原體和改善膜的耐久性等），有望用于治理水資源中的病原體污染。HCMOPs膜不僅克服了傳統混合基質膜的trade-off效應，并且提出一種用于制備高分子-MOPs復合膜的新方法。這個方法同樣適用于其他可溶性多孔材料和其他高分子基質，為MOPs和膜材料的發展提供了一種新的方向。
南開大學
2021-04-10
工業污水廠超凈排放深度處理研究
該技術是利用西安交通大學開發的新型吸附環保材料——鈦基吸附劑，進行工業污水深度處理的新技術。目前已擁有多項發明專利，屬國內外首創的工業污水深度處理核心技術?，F已相繼完成小試、中試放大和應用工程示范。鈦基吸附劑是主要用于污水深度處理的新型吸附環保材料，可廣泛用于印染、焦化、化工、養殖、發酵等難處理廢水的脫色、脫COD、脫磷及除重金屬工藝，也可用于河湖水快速提標。 該技術特別適用于污水處理廠提標改造以及焦化、印染等企業廢水達標排放與中水回用的要求?？梢愿咝У统杀镜膶⒁呀浗涍^前期處理后的工業污水的COD由100~200mg/L降至50mg/L以下，或進一步降低至30mg/L；色度由100倍降至10倍以下，TP降至0.5mg/L以下，經過深度處理后的出水水質達到國家一級A乃至更高排放標準 。噸水設備投資及處理成本比現有常用處理技術低20%~40%。
西安交通大學
2021-04-11
分子篩膜溶媒回收技術
該技術產品實現了低成本、高性能分子篩膜的規?；苽?，獲得了能夠穩定運行的膜分離裝備。與傳統精餾、吸附等技術相比，該技術可節約能耗50%以上。技術指標：該技術依據分離體系處理量的要求，設計不同膜面積的分離裝置，原料預處理方式等，開發出滲透汽化膜分離工藝。已在化工、生物醫藥等企業推廣工業裝置70余套，涉及甲醇、乙醇、異丙醇、乙腈、四氫呋喃等多種溶媒脫水，為企業創造出顯著的經濟效益。在有機溶劑脫水領域具有廣闊的應用前景。
南京工業大學
2021-04-13
分子篩膜溶媒回收技術
分子篩膜滲透汽化脫水技術是一種新型的膜分離技術，通過膜一側引入含水有機溶劑，而另一側抽真空的方式，能夠有效實現溶劑脫水，獲得高純溶劑產品。與傳統精餾、吸附等技術相比，該技術可節約能耗50%以上，收率達99%。除此之外，該技術操作方便、過程易于控制并且環境友好，無廢棄物排放。
南京工業大學
2021-01-12
功能性高分子微孔膜材料
成果創新點 團隊以加工路線圖為指導，研發能源環境為應用導向 的微孔功能膜、信息顯示為應用導向的光學膜和可持續農 業發展的功能農膜，力爭建成具有國際影響力、服務我國 高性能薄膜產品研發的基地。成果基于薄膜加工參數空間 材料基因圖譜可實現多重尺度結構精確調控，解決了行業 薄膜結構、形貌穩定性差，力學性能低，厚度波動大、產 品一致性差，成品率低，生產效率低下等關鍵技術挑戰。 技術成熟度
中國科學技術大學
2021-04-14