近日,四川轻化工大学功能高分子复合膜创新团队研发的新型聚酮纳米纤维功能膜在工业含油废水处理领域取得良好应用效果。该膜已作为污水处理装置的核心分离部件,在相关企业投入应用,为机械加工切削液、乳化液等稳定含油废水处理提供了新的解决方案,也展现了高校科研服务企业生产和地方绿色发展的实践价值。
机械加工、装备制造等行业生产过程中,往往会产生含切削液、乳化液的工业废水。这类废水油滴粒径小、乳化程度高、体系稳定,传统处理方法分离难度较大。同时,部分膜材料在长期使用过程中还容易出现污染、结构损伤和界面功能衰减等问题,影响处理效率和使用寿命。
面向企业生产一线的实际需求,四川轻化工大学功能高分子复合膜创新团队长期开展相关技术攻关。前期,团队围绕聚酮(PK)多孔电纺纳米纤维及功能纳米粒子原位负载开展研究,形成了电纺多级孔聚酮纳米纤维结构调控技术基础;同时开展超亲水电纺聚乳酸膜的油水分离与自清洁研究,为膜材料表面润湿性调控、抗污染和选择性分离积累了技术经验。
在此基础上,团队采用静电纺丝技术制备具有蜂窝状表面微纳结构的聚酮纳米纤维膜,并通过表面亲疏水性调控和功能填料负载,构建“双超疏”复合界面。多级微纳结构与特殊润湿界面的协同作用,使膜材料能够针对切削液、乳化液等稳定含油废水实现选择性分离。
为了让膜材料不仅“分得开”,还能够“用得久”,团队进一步把前期积累的动态交联技术引入电纺纳米纤维膜体系。此前,团队已获授权“一种耐蚀交联聚酮涂层及其制备方法”发明专利,并建立了呋喃功能化聚酮与双马来酰亚胺交联的聚酮动态网络技术基础。通过引入可逆动态共价反应,受损膜结构及界面功能具备一定恢复能力,有助于提升材料的循环使用性能和长期运行稳定性。
科研不能只停留在实验室,解决生产实践中的实际问题才是成果转化的重要一步。围绕企业含油废水治理需求,团队将新型功能膜与污水处理装置相结合,推动科研成果走向生产现场。目前,该功能膜已作为核心分离部件在相关企业开展应用,在含油废水分离、循环使用和运行稳定性等方面表现良好,并在降低处理成本、减少材料更换、提升设备运行效率等方面取得较好成效。
从实验室中的材料研究,到企业生产一线的实际应用,这一成果是高校科技创新主动对接社会需求的生动实践。团队成员林家君表示,下一步将继续围绕膜材料规模化制备、复杂工况长期运行和成套污水处理装备优化开展研究,推动科研成果更好服务企业绿色生产和地方产业发展,为青年学子认识科技创新、社会实践与产业需求之间的紧密联系提供鲜活案例。