環境友好的納米纖維涂層濾材及其飲用水處理應用技術
項目類別：國家高技術研究發展計劃（863計劃）
參與人員：王棟，李沐芳，趙青華，蔣海青，薛瀟，陸瑩，薛瀟，夏明等
起止日期：2013.1-2015.12
1) 殺菌消毒納米纖維規模化生產技術研究
以可再生的生物質材料纖維素酯與熱塑性聚合物共混體系為基礎，研究熔融共混紡絲技術制備新型納米纖維。研究共混物組成、材料流變性、界面性能及熔融共混的條件等對纖維的尺寸和尺寸分布、纖維的耐磨性、耐腐蝕性以及強度的影響；研究納米纖維的物理形態、納米纖維自身功能團種類、納米纖維上固定的化合物種類、負載量和分布密度對分解有毒化學物質、消滅生物有害物質和吸附重金屬綜合效果的影響；優化殺菌消毒納米纖維的物理和化學結構，并在此基礎上進一步研究功能化熱塑性聚合物納米纖維大規模工業化生產過程中的關鍵問題和工藝條件；研究加工過程中設備加工通道直徑、拉伸系數、溫度、熱塑材料的組成對規模化放大的影響；并對不同的纖維制造成本進行綜合評價，形成多種類、低成本納米纖維的大規模制造技術。設計纖維素酯的動態溶劑提取裝置，并研究和發展纖維素酯原料回收利用的關鍵技術，實現生產過程的環保、節能要求。
2) 新型功能化納米纖維涂層濾材制備技術研究
發展將具有大長徑比的納米纖維穩定分散成納米纖維懸浮液的關鍵技術，考察分散介質和機械力對納米纖維懸浮液制備的影響，解決纖維材料易纏結和聚集的難題；研究流體輔助成型將納米纖維懸浮液涂覆于基材上，形成納米纖維涂層濾材的成套生產技術；研究不同涂層技術對納米纖維涂層的形態和物理結構的影響；研究對納米纖維涂層的功能化改性技術，將能夠殺菌、消毒的功能單體，或能夠與重金屬離子螯合的功能單體合成到納米纖維表面，賦予納米纖維涂層濾材殺菌、消毒或去除重金屬離子的功能；研究納米纖維涂層的厚度、物理和化學結構對污染飲用水的不同尺寸的固體懸浮物的過濾效果，Pb、Cd、Hg等典型重金屬離子、高污染強度有機污染物的去除效率，細菌等生物有害物質的消滅率，以及色度、SS等水質指標的影響；綜合評估納米纖維涂層濾材去除污染物的有效性和經濟性。建立一條100噸/年功能性納米纖維涂層濾材的生產技術示范線。
3) 納米纖維過濾裝置及功能再生技術研究
設計、研制集殺菌、消毒、重金屬吸附的過濾裝置：研究納米涂層濾材的空間結構，過濾器進、出水及布水系統等對過濾效果與過濾通量的影響；根據不同的水質水量條件，優化工藝參數；考察裝置的運行特征、抗沖擊負荷能力、工藝穩定性，并進行設備優化設計，對裝置的整體經濟性進行綜合評價。納米纖維過濾裝置功能再生技術研究：考察納米纖維涂層過濾裝置對含有不同有機污染物、生物有害物質及重金屬元素的飽和過濾量，發展功能再生技術，以實現過濾裝置的長周期運行，使用維護的便利性，優化運行參數，提高處理效率。
4) 飲用水保障工程示范
對示范工程區的水質進行調查，確定農村分散式飲用水處理工藝，對飲用水中典型難降解、高生物毒性有機物的跟蹤檢測，根據運行結果，對裝置進行優化。最后對整個工藝的安全性和經濟性進行科學的評價，建立飲用水保障工程示范。