人工水通道和抗污染材料在反滲透膜中的應(yīng)用人工水通道和抗污染材料在反滲透膜中的應(yīng)用恩泰環(huán)保科技（常州）有限公司報(bào)告人：王冀目錄頁(yè)CONTENTSPAGE01020304公司介紹企業(yè)優(yōu)勢(shì)人工水通道在反滲透中的應(yīng)用抗污染材料在反滲透中的應(yīng)用PART01公司介紹國(guó)際一流膜元件外籍、海外技術(shù)及研發(fā)團(tuán)隊(duì)萬支/年生產(chǎn)能力恩泰環(huán)保科技（常州）有限公司地址：江蘇省常州市武進(jìn)國(guó)家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)鳳林南路200號(hào)http://N-TechEnvironmentProtectionScienceandTechnology(Changzhou)Co.Ltd.

恩泰環(huán)保科技（常州）有限公司成立于2016年，主要從事高性能水處理膜的設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及服務(wù)，節(jié)能環(huán)保工程，資源綜合和循環(huán)利用工程，水處理工程設(shè)計(jì)、管理和承包等專業(yè)項(xiàng)目。公司整合全球領(lǐng)先技術(shù)資源，引進(jìn)美國(guó)專家及技術(shù)團(tuán)隊(duì)，立足于引進(jìn)消化、自主創(chuàng)新，主要針對(duì)海水淡化、污水處理、特種分離等高端領(lǐng)域應(yīng)用市場(chǎng)，以實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)替代進(jìn)口，并積極參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)策略，在國(guó)際品牌壟斷的高端市場(chǎng)占據(jù)一席之地，為全球水處理市場(chǎng)提供中國(guó)智慧和方案。1國(guó)際一流膜元件10外籍、海外技術(shù)及研發(fā)團(tuán)隊(duì)15萬支/年生產(chǎn)能力公司概述公司概述公司介紹1成為水處理膜領(lǐng)域公認(rèn)的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者并為投資者創(chuàng)造超出同業(yè)的投資回報(bào)；建立追求卓越、不斷改進(jìn)的優(yōu)秀公司口碑企業(yè)愿景弘揚(yáng)民族品牌，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，做世界一流水處理膜企業(yè)使命客戶至上、一次合格、及時(shí)交付質(zhì)量方針23開放、創(chuàng)新、奮斗、共贏企業(yè)價(jià)值觀4公司介紹0304

01

02

苦咸水膜該膜市場(chǎng)體量最大應(yīng)用領(lǐng)域最廣海水淡化膜目前在沿海缺水地區(qū)，市場(chǎng)空間很大

抗污染膜主要應(yīng)用于污水、中水回用，未來市場(chǎng)空間增長(zhǎng)很快低壓膜和納濾低壓膜應(yīng)用在家用較多市場(chǎng)體量大，更換頻繁納濾膜應(yīng)用于物料分離、市政自來水、鹽湖提鋰產(chǎn)品介紹BWFRSWLPNF覆蓋水處理膜6大類型，應(yīng)用于海水淡化、污水處理、工業(yè)純水、特種分離等領(lǐng)域。PART02企業(yè)優(yōu)勢(shì)1234

核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)資深美國(guó)膜專家團(tuán)隊(duì)海歸博士團(tuán)隊(duì)擁有多年行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的生產(chǎn)工藝團(tuán)隊(duì)世界頂級(jí)原材料采購(gòu)國(guó)際一流原材料供應(yīng)商

界先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備行業(yè)一流的生產(chǎn)環(huán)境控制

高水平精益管理團(tuán)隊(duì)高質(zhì)量&高穩(wěn)定性&高性價(jià)比企業(yè)優(yōu)勢(shì)PART03人工水通道在反滲透中的應(yīng)用水通道(waterchannel)–水分子的高效傳輸通道水通道蛋白被發(fā)現(xiàn)在自然界中普遍存在、并實(shí)現(xiàn)水分子傳輸；相對(duì)于擴(kuò)散傳輸，水分子通過水通道傳輸更加高效；水通道蛋白在反滲透膜中已有近10年的研究，科學(xué)家們正在致力于其工業(yè)化應(yīng)用。水通道蛋白(aquaporin)人工水通道例如pillar[5]arenes1992由美國(guó)科學(xué)家PeterAgre發(fā)現(xiàn)，2003年由此獲諾貝爾獎(jiǎng)。水通道詳細(xì)定義相對(duì)優(yōu)勢(shì)對(duì)比美國(guó)教授ManishKumar人給出了人工水通道(ArtificialWaterChannel)的詳細(xì)定義：該通道需要具備有跨膜管狀結(jié)構(gòu)，并且管徑在納米級(jí)別；該管狀結(jié)構(gòu)需要具有與膜材料環(huán)境友好的外壁;其通道內(nèi)部需要被設(shè)計(jì)成適應(yīng)特定溶質(zhì)的的結(jié)構(gòu)，并提供相應(yīng)的可調(diào)節(jié)的選擇性。種類、數(shù)量穩(wěn)定性成本及放大制備方法及優(yōu)劣勢(shì)人工通道已有幾十種，其中六類已深入研究，有更多的通道分子正在被化學(xué)合成及研究中通道大部分為化學(xué)鍵或由分子間作用力穩(wěn)定，性能穩(wěn)定成本低，實(shí)驗(yàn)室合成已達(dá)克級(jí)別，易于放大化學(xué)合成加物理化學(xué)組裝，方法多樣，平均單批合成及提純可以控制在幾小時(shí)或一兩天內(nèi)完成蛋白通道哺乳動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)十三種，植物中分為五大類，某些細(xì)菌、真菌等生物鐘也有發(fā)現(xiàn)通道由多肽生物折疊而成，穩(wěn)定性差，易受物理化學(xué)環(huán)境影響成本高，目前最大單批合成量為100毫克左右，放大困難RNA轉(zhuǎn)錄合成，合成方法單一，單批合成及提純需要一周左右時(shí)間人工水通道KumarM.etal.,J.Membr.Sci.,2014,454,359.碳納米管Carbonnanotubes樹枝狀二肽分子組裝Assemblyofdendriticdipeptide柱狀芳烴分子Pillararenederivatives有機(jī)/無機(jī)配位組裝Organic/inorganiccoordinationtube咪唑類分子組裝Assemblyofimidazolederivatives大環(huán)分子組裝納米管Nanotubeassemblyofmacrocycles透水性截鹽率膜整合關(guān)注點(diǎn)六類深入研究的人工水通道KumarM.etal.,J.Membr.Sci.,2014,454,359;BarboiuM.etal.,Acc.Chem.Res.,2013,46,2814人工水通道碳納米管BakkajinO.etal.,Science,2006,312,1034;BruceJ.Hindsetal.,Science,2004,303,62;WuJ.etal.,ProcNatlAcadSci2010;107:11698–702.通道孔徑:1.6nm膜厚度:5-10um基材：聚苯乙烯(4-3,4-3,5)-12G2-CH2-Boc-L-Tyr-L-Ala-OMe由π–π堆積作用穩(wěn)定；通道孔徑：14.5埃；可被組裝到雙分子層膜中；可傳輸質(zhì)子；無鋰離子、鈉離子、氯離子透過。人工水通道樹枝狀二肽分子組裝通道PercecV.etal.,J.Am.Chem.Soc.2007,129,11698人工水通道柱狀芳烴分子通道3:通道長(zhǎng)度:5.1nm通道孔徑:6.5埃透水性能（0.3mol%):8.6×10?10cm/s對(duì)

OH-

選擇性傳輸無H+

穿過帶酰肼端基的柱狀五芳烴)分子(Hydrazide-appendedpillar[5]arenes)123含水通道空心球收縮加速HouJ.etal.,J.Am.Chem.Soc.2012,134,8384人工水通道大環(huán)分子組裝納米管由氫鍵和π–π堆積作用組裝而成;9-10個(gè)大環(huán)堆積(3-4nm);通道孔徑：6.4埃;

高質(zhì)子選擇性傳輸;NaCl,LiCl無法傳輸通過。Nanotubesassemblyofmacrocycles透水性能：2.6*10-14cm3/s(參考：

aquaporin-1為11.7*10-14cm3/s)ZhouX.etal.,Nat.Commun.2012.3.949PART04抗污染材料在反滲透中的應(yīng)用微生物污染有機(jī)物和膠體污染無機(jī)鹽污染抗污染材料膜表面污染實(shí)例RO膜的主要污染物1、無機(jī)物（金屬碳酸鹽、金屬氫氧化物）2、有機(jī)物（自然有機(jī)物、腐殖酸）3、膠體（懸浮顆粒、SiO2）4、生物物質(zhì)（細(xì)菌、真菌）在現(xiàn)在大型的反滲透工程中，前三類物質(zhì)（無機(jī)物、有機(jī)物和膠體）都可以通過對(duì)原料液的前處理去除。而生物物質(zhì)由于具有較強(qiáng)的生長(zhǎng)和自我繁殖能力，故難以去除。膜生物污染控制措施：（1）利用活性氯類、臭氧類以及紫外線殺菌（2）對(duì)反滲透膜定期清洗（3）反滲透膜本身物理化學(xué)改性抗污染材料膜生物污染形成原因MatinA,etal,Desalination,2011,281:1-16MansouriJ,etalJournalofMaterialsChemistry,2010,20(22):4567-4586.抗污染材料改善界面聚合過程目的：新的聚合單體相比TMC和MPD具有更多的極性官能團(tuán)，可以改善膜表面親水性和粗糙度。（1）BTRCBTEC(2)ICIC-MPD對(duì)比TMC-MPD和ESPA商業(yè)RO膜，其Staticcontactangle分別為：28.5o,44.3o,35.0o,Averageroughness分別為：43.89nm,54.36nm,160.2nmLiuLF,etal.JournalofMembraneScience,2006,283(1-2):133-146.合成NF膜過程中在PIP溶液中加入部分PVA可改善膜表面的親水性，減少蛋白質(zhì)和細(xì)菌對(duì)膜的污染。經(jīng)過污染測(cè)試，加入PVA后其抗污性能出現(xiàn)20%的提升。抗污染材料改善界面聚合過程AnQ,etal.Journalofmembranescience,2011,367(1-2):158-165.多巴胺：將多巴胺涂覆在膜表面，可在膜表面形成一層親水、超薄、粘附力強(qiáng)的聚多巴胺。同時(shí)也可涂覆在膜元件的內(nèi)部可有效改善膜表面的親水性，添加PVA后可在短期內(nèi)抑制蛋白質(zhì)和細(xì)菌等物質(zhì)的吸附。抗污染材料膜表面物理涂覆MillerDJetal.waterresearch,2012,46(12):3737-3753.親水接枝改性在ESPA-1商業(yè)膜表面接枝兩性單體、荷正電和荷負(fù)電化合物表面接枝膜表面細(xì)菌沉積實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：在膜表面接枝荷負(fù)電單體（親水性最強(qiáng)），具有最低的細(xì)菌沉積率抗污染材料膜表面化學(xué)改性BernsteinR,etalEnvironmentalscience&technology,2011,45(14):5973-5980.改善膜表面的水接觸角和親水性，提高膜的抗生物污染能力，同時(shí)發(fā)現(xiàn)ADMH改性的膜具有良好的抗氯性能抗污染材料ADMH或MPEG-NH2表面接枝膜表面化學(xué)改性KangG,etal.Polymer,2007,48(5):1165-1170.WeiX,etal.JournalofMembraneScience,2010,351(1-2):222-233.碳納米管與膜的復(fù)合碳納米管作為抗菌劑具有天然的優(yōu)勢(shì)，可以在不借助外部條件的情況下殺死水中的細(xì)菌，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生任何損耗或釋放出任何物質(zhì)Ag納米粒子與膜復(fù)合抗污染材料無機(jī)納米粒子與膜的復(fù)合Ag納米粒子因能釋放出具有氧化性的銀離子被廣泛的用作抗菌劑。引入反滲透膜的方式多為通過水相中加入銀納米粒子使其嵌入在界面聚合反應(yīng)生成的芳香聚酰胺分離膜中。經(jīng)測(cè)試，除了具有優(yōu)異的抗菌性外，還能改善膜表面的親水性能KimES,etal.JournalofMembraneScience,2012,394:37-48TiraferriA,etalACSappliedmaterials&interfaces,2011,3(8):2869-2877.硒能夠催化氧還原反應(yīng)，生成具有破壞細(xì)菌細(xì)胞膜外部結(jié)構(gòu)能力的超氧自由基將硒代胱胺單體和聚乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯引入膜表面，這種膜對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌都表現(xiàn)出優(yōu)異的殺菌性能抗污染材料含硒化合物單體與膜的復(fù)合LowDetal.Journalofmembranescienc