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三、重点任务
按照"三个提升、一个完善"的目标要求,本规划的重点任务分解为基础研究(任务一)、产业化关键技术研究(任务二、三、四)、集成应用示范(任务五)、创新平台建设(任务六)等四部分。(一)膜材料设计与制备的基础研究。
面向国家重大需求,加强膜领域的基础理论和原创技术研究,提升膜领域发展的自主性和可持续性。围绕膜分离性能与膜材料微结构的关系、膜材料的微结构形成机理与控制方法、应用过程中膜材料微结构的演变规律三个关键科学问题开展研究,进一步完善面向应用过程的膜材料设计与制备理论框架,在膜材料的基础理论研究方面取得突破。通过研究智能膜材料、合金膜材料、新型结构膜材料等新材料,形成一系列原创性的膜材料和专有制备技术,构建我国膜材料设计与制备的技术平台,为我国开发具有自主知识产权的高性能膜材料奠定基础。
(二)高性能水处理膜材料。
在水资源领域,重点突破海水淡化用高性能反渗透膜、水质净化用纳滤膜和废水处理用膜生物反应器专用膜材料的规模化制备技术,以解决制约我国国民经济可持续发展的水资源短缺和饮用水安全问题。
1.高性能反渗透膜材料。满足海水淡化、苦咸水淡化等技术对高性能反渗透膜材料的需求,重点开发高性能聚酰胺类反渗透膜原材料;研究开发抗污染、抗氧化、耐溶剂反渗透膜材料;研究开发反渗透膜元件卷制封装技术,建设自主知识产权的反渗透膜规模化生产线;研究海水淡化膜材料大规模产业化关键技术,开发大型海水淡化膜元件;鼓励开发高脱硼海水淡化反渗透膜材料、正渗透膜材料、膜蒸馏技术等。
2.高通量纳滤膜材料。围绕水质深度净化技术对膜材料的需求,重点开发高通量复合纳滤膜材料及其规模化制备技术;研究开发万吨/日的纳滤膜过滤高硬度地下水/井水制备饮用水工艺,中空纤维复合纳滤膜规模化制备技术,微污染水深度处理工业化应用技术;研究界面聚合法制备完整无缺陷复合纳滤膜技术,开发膜面缺陷在线监测系统;鼓励开发脱硝和海水软化纳滤膜,耐腐蚀、耐溶剂纳滤膜。
3.MBR专用膜材料。围绕污水综合治理、废水资源化等水处理技术对膜材料的需求,重点开发增强型MBR专用膜材料等高强度、抗污染MBR膜材料;研究涂膜液配方与大型膜液调配系统;开发增强型聚偏氟乙烯(PVDF)等膜生产线;开发大型膜组器工业化生产技术;开发大型MBR装置。
(三)面向过程工业的特种分离膜材料。
针对过程工业中高温、溶剂和反应体系等苛刻环境下的分离问题,重点突破陶瓷纳滤膜材料、气体分离和净化膜材料、渗透汽化和蒸汽渗透膜材料的规模化制备关键技术,引领我国膜产业向高端化发展,为我国节能减排具体目标的实现提供技术支撑。1.高性能陶瓷膜及膜反应器。围绕过程工业的需求,重点开发高分离精度的陶瓷膜材料及膜反应器;研究陶瓷纳滤膜的微结构调控及表面功能化技术,开发规模化陶瓷纳滤膜制备技术及生产线;开发新型陶瓷纳滤膜应用装备。
2.气体分离膜材料。围绕能源清洁利用和环境减排对膜材料的需求,重点发展透氢与透氧的气体分离膜材料,特别是用于高纯氢气制备的复合钯膜材料和用于高纯氧气制备的混合导体透氧膜材料;开发用于天然气净化与综合利用的气体分离膜材料;开发用于分离捕集温室气体的膜材料,尤其是用于分离二氧化碳的固定载体膜材料;开发卷式分离膜及中空纤维复合膜规模化连续生产技术;鼓励发展富氮膜材料。
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