CO2 膜分离技术节能与节地显著，环境友好，具有显著经济、生态和社会效益，将为实现“碳达峰”和“碳中和”目标提供关键技术。 天津大学王志教授牵头团队逐一突破了 膜材料规模化制备、 膜规模化制备、 膜组件研制和 膜分离工艺及装置设计建造等各个环节的技术难题，基本打通了 膜法捕集CO2 技术链。团队已经开发出分离膜关键材料规模化合成制备技术和碳捕集膜逐层复合工艺，建成了工业规模碳捕集膜生产线（年生产能力达10万平方米），利用所制分离膜，设计、建造并运行了国内首套膜法捕集烟道气CO2 中试装置（烟气处理量30 Nm3/h）和5万Nm3/d膜法捕集CO2 工业示范装置。
近日，王志教授及其课题组也在化工进展上发表了 《膜法碳捕集技术——研究现状及展望》。该 章针对膜法碳捕集技术链的四个环节，总结对比了国内外技术水平和研究进展，分析了碳捕集膜从实验室研究到工业放大的瓶颈问题，并在此基础上，对进一步提高膜法碳捕集技术水平的研究方向进行了展望。
除此之外，王志老师作为膜材料设计合成与分离膜规模化制备方面的专家，他及他的研究团队近些年也发表了不少重磅 章，其中不乏顶刊 章：
金属诱导有序微孔聚合物膜的大面积制备
Metal-induced ordered microporous polymers for fabricating large-area gas separation membranes
界面自组装法制备具有贯通分离层气体传递通道的超薄混合基质复合膜
Unobstructed Ultrathin Gas Transport Channels in Composite Membranes by Interfacial Self-Assembly
具有章鱼分支纳米结构的水溶胀羧甲基壳聚糖聚酰胺膜用于二氧化碳捕集
Water-swollen carboxymethyl chitosan (CMC)/polyamide(PA)membranes with octopus-branched nanostructures for CO2 capture
天津大学王志教授团队于《 Journal of Membrane Science》期刊发表题为“Water-swollen carboxymethyl chitosan (CMC)/polyamide(PA)membranes with octopus-branched nanostructures for CO2 capture”的 章。
高效的二氧化碳捕集膜技术的开发已经引起了的广泛关注。基于载体和CO2分子之间的可逆反应，开发促进传递膜是同时提高CO2渗透速率和CO2/N2选择性的有效策略，此外增强水溶胀能力可以通过提高载体移动性来强化反应活性。因此王志教授团队采用界面聚合法制备了含有水溶胀性羧甲基壳聚糖（CMC）的薄膜复合（TFC）膜以提高CO2分离性能。
该研究通过在哌嗪（PIP）溶液中加入一定量的CMC作为水相单体，均苯三甲酰氯（TMC）作为油相单体，通过界面聚合成功制备了具有 状纳米结构的水溶胀TFC膜。通过改变水相中CMC的含量，可以使PIP-CMC/TMC膜表现出不同的图灵纳米结构，如波纹结构、章鱼分枝结构和结节结构。结果证实，引入的CMC可以提高保水能力，同时合适的交联结构也抑制了CMC的过度溶胀。具有章鱼分枝纳米结构的PIP-CMC/TMC膜具有优异的CO2渗透选择性，显示出1278 GPU的CO2渗透速率和89的CO2/N2分离因子，在烟气CO2捕获方面具有广阔的应用潜力。
基于长期实验探索， 天津大学牵头的团队在2017年启动的国家重点研发计划 “膜法捕集CO2技术及工业示范”项目的资助下，通过优化复合膜各层结构开发出高性能聚合物膜规模化逐层复合技术，进而设计并建立了联合多种涂布方式以及高效拱形滚轴式烘道的国内首套碳捕集膜工业生产线，年生产能力超 105m2，所制膜 CO2分离性能国际领先。在膜组件设计方面，基于多物理场耦合仿真精准构建复杂流道，揭示组件内部流体力学状态和传质行为，开发出适于实际烟道气CO2捕集的工业规模膜组件制备技术。
王志老师也在《化工进展》中的 《膜法碳捕集技术——研究现状及展望》一 中指出 ：
规模化制备 CO2分离膜需面对的挑战主要有：
1
商品膜材料CO分离性能较差，而实验室开发的高性能CO2分离膜材料由于复杂的合成路线、较低的收率或高昂的成本难以实现千克级制备；
2
制膜工艺繁琐费时，缺少适应各层膜材料的制膜设备；
3
规模化制膜时由于设备精度、布液方式和制膜环境等问题可能导致膜均匀性和稳定性差；
4
高昂的设备投资以及环保政策对大量使用有毒或不可回收溶剂的限制。
膜法碳捕集技术具有巨大的应用潜力，是CO2捕集封存与利用的重要组成部分，将为实现“双碳”目标做出巨大贡献。目前该技术仍处于工业示范阶段，尚未实现广泛的工业应用，技术链条中的各个阶段尚待优化和深化研究， 该如何解决这些问题？您需要指导性意见！
敬请关注 5月25日晚19：00-20：00材视在线课堂， 王志教授 为您分享 干货课程膜法碳捕集技术——研究现状及展望！
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王志教授也将参加在宁波举办的 “2022气体分离产业大会”，并针对 《气体分离膜与膜过程》做精彩 告！快来与大咖一对一交流！
告内容简介
高效CO2 分离技术是实现碳捕集与能源气体纯化的关键技术，可为“双碳”目标的实现做出重要贡献。膜技术具有能耗低、无溶剂挥发、易于操作等优点，应用前景广泛。本 告将首先介绍 CO2分离聚合物膜和 混合基质膜的 设计制备和综合调控，以及 分离膜规模化制备工艺的开发，然后 介绍膜过程研究及膜分离装置设计。
01
大会背景
气体分离是能源及化工系统中不可或缺的核心技术，是进一步提高转化效率、降低污染物排放的关键所在。“十三五”以来，气体分离行业保持了较快发展速度和较高景气度，产品产量、利润总额等整体呈快速上升趋势， 气体分离市场前景广阔。
与此同时， 双碳政策、氢能源、化工分离提纯、工业尾气治理也驱动气体分离要求快速增长。随着技术的发展和学科之间的不断交叉，以及更多的产品正在实现从研发到实际应用的转变，对产品的质量和要求也在不断地提高。分离技术也在不断地向低能耗、高效率、低成本、少污染发展。相关企业、科研机构正在积极探索相关技术和产品，助力发展二氧化碳捕集、氢能源及VOCs治理，提升生态环境整体质量，降本增效。
为针对性的提高能化企业在工业尾气相关领域的解决能力，分享先进的回收技术、气体净化分离技术、尾气治理技术等新工艺与新设备，促进行业低碳绿色发展， DT新材料将在 宁波举办 《2022气体分离产业大会》。会议将邀请国内CCUS碳捕集示范项目专家、膜分离技术、气体吸附材料和新型气体吸收技术领域的相关学者和企事业单位代表莅临宁波，分享气体吸附分离技术和产业相关科技成果，加强产学研和上下游合作与交流，推动气体吸附分离领域创新发展。
02
大会组织
主办单位
DT新材料
承办单位
宁波德泰中研信息科技有限公司
支持单位
中国科学院山西煤炭化学研究所
天津大学
中能建数字科技集团
中国矿业大学
天津工业大学
战略合作伙伴
环境人、空分之家、离子液体
03
大会概况
日程规划：（暂定）
04
告嘉宾（排名不分先后）
05
联系方式
参会联系：
张丹
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侯张霞
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徐蕾
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申请 告及其他事宜联系：
李怀宇
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王志, 原野, 生梦龙, 等. 膜法碳捕集技术——研究现状及展望[J]. 化工进展, 2022, 41(3): 1097-1101.
王志教授团队
END
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