4月25日,化學與化工學院王艷教授課題組在《美國化工協會期刊》 (AICHE J,化工綜合性國際頂級期刊)發表高水平論文《聚乙烯醇/氨基化ZIF混合基質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混合基質膜,用于乙醇/水體系的滲透汽化脫水。由于ZIF顆粒胺基基團修飾, 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膜,該膜表現出良好的分散性和分離性能。該方法簡單易控,可操作性強,可推廣到大多數混合基質膜的制備,解決混合基質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域頂級期刊發表的第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的合成及其正滲透應用》(《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合成一系列新型含不同羧基數目的有機羧酸鈉鹽,用作新型正滲透過程的汲取液。系統研究了該有機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。通過優化乙二胺四丙酸鈉溶液的pH值和計算pH變化過程中乙二胺四丙酸鈉鹽的組分分布,證實pH調節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生較高水通量和較低的反向溶質通量,優越于大多數文獻報道的汲取液。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,并可進一步實現納濾回收,顯示出巨大的正滲透應用潛力。
此外,王艷教授自2013年在我校獨立開展工作以來,已經連續在化工界三大期刊(AIChE J,Chem Eng Sci和Ind Eng Chem Res)發文7篇,為我校化工學科的發展做出一定貢獻。據了解,該課題組的研究工作得到了中組部“青年計劃”、國家自然科學基金委和學校的支持。課題組目前在膜材料的分子設計和微觀結構優化、分離過程的優化等方面來改善聚合物膜材料膜的各種性能,應用于液體混合物分離、鹽水淡化及污水處理等方面。