作者:李媛,刘禹希,肖雯雯 来源:中国科学报 发布时间:2025/12/5 16:13:36
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大学生自主研发创新膜技术,破解湿法磷酸净化瓶颈

 

近日,西安建筑科技大学“膜达”环境与市政工程学院学生科创团队凭借自主研发的“膜法湿法磷酸净化技术”,在第十九届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛“揭榜挂帅”擂台赛中荣获特等奖。该技术以底层创新为核心突破,为我国磷化工产业绿色化、高端化发展探索出新的技术路径。

团队在实验室。西安建筑科技大学供图

湿法磷酸作为我国磷化工产业的主流工艺,长期面临着杂质含量高、传统萃取净化效率低、污染严重等瓶颈。面对贵州磷化集团通过“挑战杯”赛事平台发出的技术需求。这群来自环境与市政工程学院环境工程、环境科学与工程、市政工程专业的硕士研究生们迎难而上,立志开发出可替代传统工艺的绿色净化方案。

团队在初期就面临着传统扩散渗析膜存在的“膜品质差、筛分弱、效率低”三大难题。面对挑战,团队选择从底层原理出发,系统重构技术体系:他们首创环铵酚酞聚芳醚砜阴离子交换膜制备新路径,显著改善了膜内功能基团分布与离子传输环境;通过分子逐级剪裁技术,精准调控膜内离子通道尺寸与电荷分布,使扩散渗析膜酸盐选择性达到同期商业膜的30至70倍;采用溶剂蒸发-水刻蚀法,构建具有超薄分离层和多孔支撑层的非对称膜结构,将酸通量提升至商业膜的2.5倍。

队员禹刚回忆道,“我们尝试了几十种配方反复调试非对称膜工艺参数,才终于找到了最优解。”团队查阅数百篇文献,持续优化结构,最终研制出可稳定运行的净化组件。

环铵酚酞聚芳醚砜阴离子交换膜。西安建筑科技大学供图

目前,该技术已完成实验室验证,净化效果远超企业预期指标,分别实现了从肥料级磷酸到电池级磷酸以及准工业级磷酸到电子级磷酸的跨越,助力磷化工产品向高附加值领域拓展。

“企业能够以更低成本、更环保的方式实现产品升级。”队员万照红透露,项目团队目前已与华陆工程科技有限公司、贵州磷化集团展开深入合作,共同推动湿法磷酸净化项目的工程化进程


 
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