4月25日,化學(xué)與化工學(xué)院王艷教授課題組在《美國化工協(xié)會期刊》 (AICHE J,化工綜合性國際頂級期刊)發(fā)表高水平論文《聚乙烯醇/氨基化ZIF混合基質(zhì)膜用作乙醇的滲透汽化脫水》 (《Poly(vinyl alcohol)/ZIF-8-NH2 mixed matrix membranes for ethanol dehydration via pervaporation》 AIChE J, 2016, 2016, 62 (5), 1728–1739),在正滲透過程的汲取液的研制和新型滲透汽化膜的制備領(lǐng)域取得最新研究成果。
課題組2013級碩士張浩為該篇論文的第一作者,在滲透汽化膜領(lǐng)域,采用乙二胺改性的ZIF顆粒與聚乙烯醇溶液混合用于制備高性能的聚乙烯醇/ZIF混合基質(zhì)膜,用于乙醇/水體系的滲透汽化脫水。由于ZIF顆粒胺基基團(tuán)修飾, ZIF顆粒親水性得以提高且更加利于其在高分子相中的分散。相對于無改性的ZIF顆粒摻雜的混合基質(zhì)膜,該膜表現(xiàn)出良好的分散性和分離性能。該方法簡單易控,可操作性強(qiáng),可推廣到大多數(shù)混合基質(zhì)膜的制備,解決混合基質(zhì)膜長期以來的相分離問題。
這也是王艷教授課題組近期在國際化工領(lǐng)域頂級期刊發(fā)表的第3篇高水平文章,另外兩篇文章《新型高性能乙烯胺丙酸鈉鹽用作正滲透汲取液》(《Novel carboxyethyl amine sodium salts as draw solutes with superior forward osmosis performance》 AIChE J. 2016, 62 (4), 1126-1235),《乙二胺四丙酸鈉鹽汲取溶質(zhì)的合成及其正滲透應(yīng)用》(《Synthesis and application of ethylenediamine tetrapropionic salt as a novel draw solute for forward osmosis application》AIChE J. 2015, 61 (4), 1309-1321)分別于2015年12月15日,2014年12月30日被《美國化工協(xié)會期刊》收錄。
課題組2013級博士龍慶武為這兩篇文章的第一作者,通過簡單的兩步親核取代反應(yīng)合成一系列新型含不同羧基數(shù)目的有機(jī)羧酸鈉鹽,用作新型正滲透過程的汲取液。系統(tǒng)研究了該有機(jī)羧酸鈉鹽作為濃度對其滲透壓和粘度,以及正滲透性能的影響。通過優(yōu)化乙二胺四丙酸鈉溶液的pH值和計(jì)算pH變化過程中乙二胺四丙酸鈉鹽的組分分布,證實(shí)pH調(diào)節(jié)可有效改善其溶解度和滲透壓。在PRO操作模式下,0.5 g/mL的乙二胺四丙酸鈉汲取液可產(chǎn)生較高水通量和較低的反向溶質(zhì)通量,優(yōu)越于大多數(shù)文獻(xiàn)報(bào)道的汲取液。乙二胺四丙酸鈉汲取液用于含剛果紅染料廢水回收,具有良好的脫水能力和低的染料滲漏,并可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)納濾回收,顯示出巨大的正滲透應(yīng)用潛力。
此外,王艷教授自2013年在我校獨(dú)立開展工作以來,已經(jīng)連續(xù)在化工界三大期刊(AIChE J,Chem Eng Sci和Ind Eng Chem Res)發(fā)文7篇,為我校化工學(xué)科的發(fā)展做出一定貢獻(xiàn)。據(jù)了解,該課題組的研究工作得到了中組部“青年計(jì)劃”、國家自然科學(xué)基金委和學(xué)校的支持。課題組目前在膜材料的分子設(shè)計(jì)和微觀結(jié)構(gòu)優(yōu)化、分離過程的優(yōu)化等方面來改善聚合物膜材料膜的各種性能,應(yīng)用于液體混合物分離、鹽水淡化及污水處理等方面。

