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近期，我院馬金星教授課題組在愛思維爾旗下期刊《Desalination》發表題為“Chlor-alkali membrane cell process for industrial waste salt utilization: Fundamentals and challenges”的研究論文。馬金星教授為論文通訊作者，梁子譽為論文第一作者。合作單位包括河北建滔能源發展有限公司、礦冶科技集團有限公司和北京師範大學。

成果簡介

在國家新發展理念的指導下，綠色循環經濟、液體零排放等概念被重點提及。中國作為化工業大國，年産超過2×10⁹噸的工業廢鹽，目前主要以堆放或填埋作為處理手段。針對這一問題，國家提出要發展綠色化、低碳化工業以實現雜鹽減量并建立工業廢鹽資源化新方法。

本論文就這一問題，總結了目前各化工行業的廢鹽處理現狀，介紹了以離子交換膜為核心組件的離子膜氯堿工藝的機理，并提出其在廢鹽資源化過程中的應用，以實現廢鹽循環利用并産生燒堿、氯氣和氫氣等高價值産品。然而，離子交換膜的污染問題是離子膜氯堿工藝應用于廢鹽資源化過程的主要挑戰。針對這一問題，本文總結了常見的膜污染種類和膜污染表征手段，進而從膜清洗、進料預處理、實際運行工況等角度提出了可行的膜污染應對策略。

目前，利用離子膜氯堿工藝進行廢鹽資源化的工業應用規模尚小，本文對于這一領域的總結為實際工程提供一定的參考價值，為企業循環經濟産業鍊的設計提供新思路。

論文摘要圖：

圖（a）煤炭化工（CCI）廢水零液體排放（ZLD）的示意圖。BWRO：苦鹹水反滲透；SWRO：海水反滲透；MED：多效蒸發。經許可引用自文獻Journal of Cleaner Production, 319 (2021) 128572。版權歸2021 Elsevier所有。（b）對Web of Science核心集合中與“零液體排放”（Zero Liquid Discharge）、“零液體排放”（Zero Liquid Discharge）和“廢物/鹽利用”（Waste/salt utilization）以及“零液體排放”（Zero Liquid Discharge）和“膜”（Membrane）相關的文章的文獻綜述，時間範圍為2000年至2021年（搜索日期：2024年2月18日）。

(c)

圖(c)氯堿膜、氯堿隔膜、雙極膜電滲析和直接電合成過程的理論和實際能量需求。經授權取自文獻ACS Energy Letters, 6 (2021) 3563-3566。版權歸2021年美國化學學會所有。