在国家重点研发计划、国家自然科学基金、973项目等国家省市重点科技项目的支持下,突破了膜分离领域10余项关键技术。

“固相离子束缚+多效膜分离”盐湖卤水绿色提锂技术

锂是重要的国家战略资源,随着 3C 及新能源汽车的蓬勃发展,我国 80%依赖进口,成为制约新能源产业的“卡脖子”问题。膜分离技术创新团队解决了盐湖卤水弃液提锂的关键核心技术问题,完成了从理论研究到产业化的系列创新,为打破锂资源国际垄断格局再添筹码。

(1)理论创新:提出膜污染微观作用力新理论;制备了新型功能材料与二维材料功能膜,提出受限通道界面荷电精确调控理论,实现离子精准分离,发表于 Nature 子刊。

(2)技术突破:基于微观作用力开发了适对水质的抗污染超滤膜;开发了“高效吸附+多效膜分离”盐湖卤水弃液提锂技术。授权发明专利 30余项,获中国产学研合作创新成果二等奖、中国“互联网+”创新创业大赛金奖。

(3)成果转化模式:形成“联合研发+众创空间孵化+种子天使基金”的师生共创、自主转化产学研深度融合新模式,30余项专利技术快速转化,孵化 企业近10 家企业总估值超 20 亿,央视等主流媒体多次报道。

(4)产业化:由中色德源转化年产 300 万 m2 膜产品产业化平台;由冷湖金藏膜建年产 1 万吨碳酸锂生产企业,从镁锂比高达 1300:1 的卤水弃液稳定产出碳酸锂,成本仅为国际同行业的 1/3-1/2,为新能源产业的稳定发展奠定基础。


膜分离技术——盐湖卤水提锂

锂被誉为“推动世界进步的重要能源元素”,能源工业、金属治炼及制造业、航空航天工业、石油工业、电器电子工业等领域,对锂资源有较大的需求。我国具有丰富的卤水锂资源,主要分布在西藏和青海的盐湖地区。

现阶段我国碳酸锂供不应求,需大量依靠进口。改善我国锂资源的供给结构有助于保证国家战略资源供给安全。

膜分离技术为我国各种水质的盐湖卤水提锂提供了新的方法,也为其它有价金属提取提供了新的途径。

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为解决卤水资源分散与集中建厂间的矛盾,提出了“航母式”提锂模式,开发了基于高性能吸附剂的移动式提锂装置,在盐湖现场完成吸附工艺,并将吸附获得的富锂溶液运输到工厂进行解析、提纯。该设备灵活性较高,可适应地理位置偏远、气候恶劣、不具备建厂条件的盐湖地区,移动式提锂吸附车与固定车间精加工结合,提锂产能进一步提高。


膜分离技术——纳滤

纳滤膜是允许溶剂分子、某些低分子量溶质和一价离子透过而对大分子有机物和高价离子有很高截留作用的一种功能性半透膜。

纳滤技术的优点:

1、工艺过程回收率高,可实现资源的循环利用。

2、可脱除产品的盐分,减少产品灰分,提高产品纯度。

3、设备结构简介紧凑,占地面积小,能耗低。

4、操作简单,可自动化作业,稳定性好,维护方便。

5、浓缩纯化过程在常温下进行,无相变,无化学反应。

膜分离技术——正渗透技术

正渗透是目前世界膜分离领域研究的热点之一,在许多领域,特别是在海水淡化、饮用水和废水处理中表现出很好的应用前景。

相对于压力驱动的膜分离过程如微滤、超滤和反渗透技术,这一技术从过程本质上讲具有许多独特的优点:

1、低压甚至无压操作能耗较低;

2、污染物几乎完全截留,分离效果好;

3、低膜污染特征;

4、膜过程和设备简单。


微电极技术研究与开发应用

团队自主研发了DO、ORP、pH、NH4+、NO2、NO3、PO43-和N2O等10种微电极;

团队自主开发了微电极测试系统与平台,授权国家专利9项,其中发明专利4项;

利用微电极技术研究了污泥基团内部原位生物活性与物质的传质、降解的微观特性,揭示了微观反应规律,发明论文40余篇,其中SCI、EI期刊论文20余篇;出版专著(科学出版社)1部。

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AAT Bioquest荧光标记与发光探针产品的应用

AAT Bioquest,是一家国际项级的致力于为生命科学、药物开发及诊断研发提供最新产品和技术的公司。作为全球显色、荧光、生物发光的领导者,AAT Bioquest成功设计、开发、生产出多种符合市场需求的高性能荧光标记和发光探针产品,尤其是活体细胞内蛋白、核酸相关探针的研发,为全世界生物化学、免疫学、细胞生物学、分子生物学及环境检测等领域的科学家和研究者提供了更加快捷精准的检测手段。

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生物制剂的提取微生物表面活性剂鼠李糖脂的发酵与应用

鼠李糖脂是一类非常重要的生物表面活性剂,不仅具有乳化、增溶、降低表(界)面张力等功能,而且毒性小、易于生物降解,在石油开采、医药、食品、日化及环境保护等许多领域具有极大的应用潜力。国内微生物表面活性剂行业仍处于起步阶段,拥有巨大的发展空间。

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创新型节能高效氧化沟污水处理技术

本创新型氧化沟污水生物处理技术通过独立控制反应沟渠内溶解氧(DO)浓度和内循环流速,在反应器内构建溶解氧梯度,形成良好稳定的好氧区和缺氧区,从而获得超高生物脱氮能力,实现长期稳定、高效的污水生物除氮。

针对不同条件下的进水污染负荷,可以自动调节好氧区内曝气量,从而灵活应对各种进水条件的变化,通过自动优化曝气量来实现污水处理能耗的大幅度削减。

本技术被日本下水道协会认定为第I类创新技术进行推广,并获得了2015年日本水环境学会年度科学技术奖。

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厌氧折流板膜生物反应器及导电膜

厌氧折流板膜生物反应器是将厌氧折流板反应器与膜生物反应器耦合的一种新型水处理装置。污水经折流板系统预处理后进入膜生物反应器单元进行深度处理,出水水质良好,膜污染轻微。该技术的优势:

1、污水在折流系统中流程长,预处理效果好;

2、膜分离单元可根据需要采用厌氧/好氧处理;

3、厌氧/好氧膜分离过程膜污染轻微、出水水质好;

4、厌氧预处理过程具备能源回收能力。


生物质热解气化产氢技术

对于污泥、秸秆、藻类等潜在生物质资源,实现其资源化、能源化是综合利用的目标,采用催化热解-气化技术,可以获得清洁、绿色的可燃气。

其中预处理方式、催化气化模式、以及高效的热解气化催化剂研发,已成为生物质转化为高品质富氢燃气的重要课题。

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可见光催化技术

用于处理抗生素废水——是一种在光催化剂作用下的光诱导反应。

膜分离技术——盐湖卤水富铷

膜法卤水富铷技术具有效率高、污染小、能耗低等特点,对我国铷资源的开发具有十分重要的意义。全球铷的总储量约有1077万t,其中92%以上存在于盐湖卤水中。预计未来全球铷产量增长速度将在2.20%以上,而需求量增长速度达7.90%。 

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铷被誉为“空间时代金属”,在卫星和火箭离子推进发动机显示了光明前景,携带500g铯、铷离子推进宇宙飞船,航程为传统燃料的150倍,运行速度达到16×104km/h。