林红军课题组在膜污染界面热力学研究领域取得重要进展
日期: 2016-06-14 作者: 供稿单位: 地理环境学院

  近期,我校地理与环境科学学院林红军博士课题组在膜生物反应器膜污染界面热力学研究领域取得重要进展。5篇阶段性代表论文分别发表在环境工程顶级期刊Water Research(IF2015=5.991)、膜技术顶级期刊Journal of Membrane Science(IF2015=5.557)以及生物工程重要期刊Bioresource Technology (IF2015=4.917)上。

  膜分离技术具有一系列优点,已成为支撑国家"水污染防治行动计划"和我省"五水共治"等战略举措实施的关键技术。但膜污染问题严重影响了膜技术的广泛应用,是膜分离技术领域中最重要的科学问题之一。

  凝胶类物质污染是膜污染的重要形式。凝胶类物质的过滤阻力一般比普通介质过滤阻力高2-3个数量级,其相关机制尚未揭示。美国Paul J. Flory教授因其在高分子溶液形成的热力学机制方面的研究获得诺贝尔化学奖。课题组创新性地把凝胶类物质的过滤过程视为特殊高分子溶液形成过程的逆过程,并把过滤过程中的化学势变化和过滤阻力联系起来,提出并验证了凝胶类物质过滤过程中的新型渗透压效应,从而揭示了凝胶类物质的膜污染机制。

 

  污染物在膜面的粘附是造成膜污染的主要原因,传统XDLVO理论无法对粘附过程中复杂形态界面之间的作用能进行定量计算,课题组结合分形理论、表面积分元方法、复合simpson法则和超级计算方法实现了复杂表面形态的数学建模 (Journal of Membrane Science, DOI: 10.1016/j.memsci.2016.06.006、Bioresource Technology, DOI: 10.1016/j.biortech.2016.06.034)和界面作用能的定量计算(Bioresource Technology 2016, 214: 355-362);通过定量计算,表明膜表面给电子表面张力而不是亲水性是决定污染物粘附的主要原因(Bioresource Technology 2016, 216: 691-698)。

Water Research期刊是环境科学与工程领域的顶级期刊,也是目前环境类影响因子最高的期刊。

Journal of Membrane Science期刊在膜技术领域排名第一,为JCR一区期刊。

Bioresource Technology期刊是生物工程顶级期刊,为JCR一区期刊。



编辑: 张峻峰  
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