“京津地区研究生膜技术论坛”是由北京膜学会主办,京津地区从事膜科学与技术相关研究的各高校、院所轮流承办的膜科技界重要活动之一。为响应京津冀一体化战略,北京膜学会邀请河北省高校及研究机构参加,将论坛更名为“京津冀地区研究生膜技术论坛”。截至目前,研究生膜技术论坛已在京津冀地区成功举办十八届。2024年5月12日,第十九届京津冀地区研究生膜技术论坛在北京理工大学良乡校区展开。本次论坛以“创新膜科技,青春更精彩”为主题,举办得到了有关领导、京津冀三地膜专家及研究生的积极响应和大力支持,将加强从事膜技术领域专业人士的交流,促进京津冀地区学术界的沟通与联系,推进我国膜科学与技术产业的发展。

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王崇臣教授的指导下,博士研究生楚弘宇在“‘双碳’领域膜技术开发与应用”分会场进行了线下口头报告,报告的主题为“中空PVDF纤维膜装置用于金属有机框架的高效低能耗收集和提纯”。金属有机框架(MOFs)材料是21世纪的热点功能材料,为了推动MOFs的规模化应用,研究者致力于开发MOFs量产的方法以降低MOFs的生产成本。但是MOFs在液相体系中放大合成的过程中,固液分离逐渐成为了制约MOFs后续普及的难题。传统的离心法分离大体积MOFs悬浮液面临分离时间长、人力操作繁琐和耗能较高的问题。因此,亟需寻找一种实现MOFs高效低能耗分离的新方案。楚弘宇同学在报告中介绍了一种以商用中空PVDF纤维膜所搭建的连续运行装置用于高效低能耗分离在液相体系中制备的MOFs材料。在装置中外加压力的驱动下,中空PVDF纤维膜利用尺寸排斥效应将大体积悬浮液中的MOFs微纳米颗粒截留并富集在膜纤维表面,而其他有机溶剂则通过膜。最后附着大量MOFs的中空PVDF纤维膜经干燥后可以通过振动的方式直接将MOFs微纳米颗粒脱除并收集。中空PVDF纤维膜的较大的比表面积提升了液体通量,同时增加了MOFs的负载量,提升了单位时间处理MOFs的效率,结合装置中独特的排液和预干燥系统,可以显著缩短MOFs在烘箱中烘干的时间,从而大幅减小MOFs分离过程中的能耗。相比传统离心法,使用该装置的膜分离系统在处理等量MOFs悬浮液过程中节约了大量的时间成本、设备投入成本、设备运行成本和人力成本,最终减少了大量的碳排放。该工作通过膜技术结合装置实现了对液相中宏量制备的MOFs的分离,节能减排,为MOFs的规模化生产提供了一个可行的途径。
