由北京理工大学和桂林正翰科技开发有限责任公司联合组成的离子交换纤维产业化项目课题组,目前已经掌握了这一项目的核心技术,获得两项中国发明专利,另外申报的两项发明专利已经被国家知识产权局受理。两个子课题———离子交换纤维制备及在蔗糖糖浆脱色中的应用项目,以及20吨/年离子交换纤维生产工艺(中试)技术项目,均已通过广西壮族自治区科技厅组织的成果鉴定,总体达到国际先进水平,并在其应用研究方面填补国内外空白。
目前,该项目已建成20吨/年离子交换纤维工业化生产装置,批量生产出合格产品,使我国成为继俄罗斯、日本之后,国际上少数几个掌握离子交换纤维工业化生产核心技术,实现离子交换纤维产业化的国家之一。
据介绍,离子交换纤维被国际科学界、产业界称为21世纪功能材料,它是一种纤维状离子交换材料,和其他离子交换材料一样,它本身含有固定离子及和固定离子极性相反的活动离子。当和能解离化合物的溶液接触时,活动离子即可与溶液中相同极性的离子进行交换,故称离子交换纤维,它具有吸附性能,也称化学吸附纤维。经过实验研究,已在工业领域产生效果的离子交换纤维的应用领域主要包括:有害气体吸附、重金属分离和污水处理、食品脱色、去味和吸附农药残留物、生物分离、贵重金属和稀有金属回收利用及环境保护等方面。
离子交换纤维的主要制备方法是以一些合成纤维,如聚乙烯醇纤维、腈纶、氯纶、丙纶等为基体,经大分子化学转换或接枝反应而成,其交换基团有强酸、弱酸、强碱、弱碱、两性、氧化还原、螯合等多种。离子交换纤维的直径比颗粒状离子交换剂的粒径小、比表面积大,因而其交换与洗脱速度快,吸附速度比颗粒状离子交换剂要高10~100倍,尤其是开始阶段吸附速度较快。同时,离子交换纤维对产品的净化更为彻底,净化度可达到ppb级,这是离子交换树脂所难以达到的。
目前,人们已经深刻认识到分离技术是阻碍环保技术、生物技术以及食品医药等行业产业化发展的一个瓶颈。我国每年需从国外进口大量以离子交换纤维为填充料的设备和分析仪器,用于制药、气体分离、科学研究等行业。
据该项目负责人北京理工大学曾庆轩教授介绍,分离技术水平的高低,对医药成分提纯、核废水和工业污水处理、废气毒气处理、空气与饮用水净化、食品药品脱色、贵金属与有机溶剂回收、生物物质提高收率等产业的发展,起着关键性作用。
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