材料落后制约产业发展 我国膜技术不能重工程轻创新

膜分离作为一项高新技术近年来迅速发展成为产业化的高效节能分离过程，据预测，到2005年，我国膜市场需求将达到50亿元人民币以上，年均增速持续保持在15％左右。与此同时，我国膜领域发展也出现一些偏颇：重视工程化而忽视基础创新，我国多年积累的一些优势领域正在失去，主要膜材料基本依赖进口，膜材料的落后已制约我国膜技术的发展。在9月22～24日召开的中国膜科学与技术报告会上，业内人士提出，突破传统模式，加强基础创新，是加快我国膜工业发展的关键。 　　　　　　　　　　　　　　　　　 膜与膜过程是当代新型高效分离的共性技术，是多学科交叉的产物，特别适合于现代工业对节能、低品位原材料再利用和消除环境污染的需要，成为实现经济可持续发展战略的重要组成部分。未来我国膜科学技术将在水资源综合利用、能源（生物质转化、天然气利用等）、生态环境和改造传统产业等国家重大需求方面发挥关键性的作用。 　　　　　　　　　　　　　　　　　 据了解，我国从1958年起开始研制离子交换膜，随后开始了反渗透膜的探索，到20世纪70年代，我国相继开发了电渗析、反渗透、超滤、微滤用膜及膜元件，20世纪80年代起进入推广应用阶段。但迄今为止，国际上性能最好、应用最广的主流产品？？？复合反渗透膜、超低压大流量反渗透膜尚处于仿制阶段，性能上也存在差距。目前国内市场上绝大多数复合反渗透膜、超低压膜均来自美国和日本，国内尚无一家科研单位和工厂能提供此类产品。 　　　　　　　　　　　　　　　　　 值得注意的是国外主要膜供应商并不愿意向中国出售技术，而只想出售其产品。南京工业大学徐南平教授认为，就目前情况而言，膜领域的发展存在以下共性问题：膜与膜材料微结构的设计缺乏理论支撑，从而导致现有的膜应用工程均不能在最优的状态下操作，应用成本过高；膜及膜材料微结构的形成机理尚处于发展阶段，既不能定向制备理想结构的膜与膜材料，也导致膜的规模制备存在显著的放大效应，很多有重要应用价值的膜材料，如醇水分离的分子筛膜材料和氧分离的离子、电子混合导体膜材料等与膜过程一直停留在实验室和中试研究阶段，限制了新膜材料和新膜过程的工程化；由于在复杂系统中膜污染严重和膜性能的失效，导致膜的使用寿命缩短，制约着膜技术的发展。 　　　　　　　　　　　　　　　　　 据徐南平教授介绍，目前膜领域的研究主要集中在膜材料的合成、制备和膜应用三个方面。膜传质机理研究作为膜领域的基础理论，既独立形成一个方向，也贯穿于这三方面研究之中。膜材料包括高分子膜材料和无机膜材料，我国已对数百种高分子膜材料作为分离膜材料展开了研究，主要为三大类聚合物，即纤维素及其衍生物、聚酰胺、芳香族聚合物；无机膜材料也从早期的氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化硅膜材料发展至复合膜材料、金属膜材料、分子筛材料、固体氧化物电解质膜材料等。针对膜材料存在的稳定性问题，我国科学家提出的全芳环非共平面扭曲的分子链结构可赋予高聚物既耐高温又可溶解的优异综合性能的学术观点，为特种性能的高分子膜材料的发展开辟了新的领域。 　　　　　　　　　　　　　　　　　 要克服制约膜技术发展的技术瓶颈，就必须突破传统模式，多学科、多层次地开展以膜材料为核心的创新研究。在理论创新方面，要围绕膜领域的三个基本科学问题，即膜的宏观使用性能与膜及膜材料微结构的关系、膜及膜材料的微结构形成机理与控制方法以及应用过程中的膜功能失效的机理开展研究工作，建立面向应用过程的膜材料设计与制备的理论框架。在技术创新方面，要综合运用理论研究成果和现有技术的集成，在重要的液体分离膜、气体分离膜、渗透汽化膜、陶瓷膜等领域取得突破，特别要结合国家的重大需求，设计开发出具有重大应用价值的特种膜材料与膜装备。 　　　　　　　　　　　　　　　　　 社会需求的不断增长，促使膜技术不断创新、进步、完善，并成为集成过程的关键。随着膜分离技术在各个领域越来越广泛的应用，对膜材料也提出了新的要求，膜分离过程的核心则是膜材料。有关专家认为，今后对膜材料的改进和修饰，提高膜的渗透性和选择性仍将是工作重点。此外，提高膜的稳定性和薄层化及组装成具有高表面积和低成本的组件也将是今后工作的重要内容，否则膜法很难与其他方法相竞争。