项目负责人

周姗

所属领域

□新一代信息技术 □人工智能 □现代医药 □智能网联新能源汽车 √高端化工与新材料 □现代轻工 □未来产业 □食品与生物制造

□低空经济 □绿色能源 □智能装备 □智能家电

项目简介

（150字）

针对海水处理过程中容易结垢难题，本项目研发了一种基于蛭石纳米片种子层的金属有机框架（MOF）离子筛分膜。采用反向渗透扩散法，在蛭石纳米片种子层上定向生长致密MOF膜，有效消除晶间缺陷与非选择性渗流通道，实现对二价阳离子的高效截留，从源头缓解结垢现象。该方法具有普适性强、分离选择性高等优势，为高性能抗结垢海水淡化膜材料的设计提供了新路径。

核心竞争力

创新性：本项目首次以蛭石纳米片作为种子承载层，结合反向渗透扩散法，实现了MOF晶体在基底表面的缓慢定向生长，从根本上消除了晶间缺陷与非选择性渗流通道。同时，通过调控有机单体种类可定制化设计MOF孔道结构，提出了"源头截留二价阳离子以抑制结垢"的全新设计理念，突破了传统基底成核稀疏、MOF膜缺陷多的技术瓶颈。

先进性：该膜材料凭借致密均一的孔道结构，实现了对二价阳离子的高效截留与高水通量的协同提升，从源头抑制CaCO₃、CaSO₄等难溶盐在膜表面的沉淀，显著延长膜寿命并降低运维成本。此外，该方法工艺条件温和、普适性强、可大规模制备，并且可推广至多种基底体系，具有广阔的产业化应用前景。

知识产权情况

（专利、软著等）

专利申请中

市场应用及发展前景

市场应用：本项目研发的锆基金属有机框架离子筛分膜在多个领域具有广阔的市场应用前景。在海水淡化与苦咸水处理领域，可直接应用于反渗透系统的前端预处理或核心分离环节，从源头截留易结垢的二价阳离子，显著延长膜寿命并降低运维成本；在盐湖提锂领域，通过调控MOF孔道结构可实现Li⁺与Mg²⁺的高效分离，为新能源产业提供新型膜分离技术方案；在工业废水处理领域，可精准截留电镀、冶金等行业废水中的重金属离子，实现达标排放与资源回收的双重目标；在液流电池等电化学储能领域，该膜材料的高离子选择性与优异稳定性可为大规模储能系统提供高性能隔膜材料。总体而言，该项目技术在海水淡化、新能源、环保及储能等多个战略性新兴产业中均具有重要的产业化价值与商业化潜力。

发展前景：本项目发展前景广阔。在技术层面，反向渗透扩散法与蛭石纳米片种子层的结合为MOF膜的规模化制备提供了可复制的工艺路径，后续可通过高通量筛选有机单体进一步拓展膜材料体系，实现孔道结构与分离性能的精准定制。在市场层面，全球海水淡化市场规模持续增长，抗结垢膜材料的刚性需求为本项目提供了明确的产业化方向；同时，盐湖提锂、工业废水资源化及电化学储能等新兴领域的快速发展，进一步拓宽了技术的应用场景。随着制备工艺的优化与成本的持续降低，该项目有望在高性能膜分离材料领域形成核心竞争力，推动膜技术从实验室走向大规模工业应用，兼具显著的经济效益与社会效益。

项目估值及融资计划

1.该成果转化项目预估市场值：1000万 元。

2.资金需求及用途：项目转化预计需要资金 300万元。

（1）设备研发与制造：140万 元。

（2）市场推广与销售： 80万 元。

（3）运营与售后服务： 80万 元。

3.投资回报：预计投资回报率约 20 %，投资回收期4-5 年。

项目成熟度

□实验室阶段 √小试阶段 □中试阶段 □市场化阶段

成果转化方式

□技术转让 □技术许可 √技术开发

□作价入股 □合作开发

项目负责人简介

负责人简介：周姗，山东省泰山学者青年专家，青岛大学特聘教授，长期致力于膜材料及离子传输研究。目前已经在Journal of the American Chemical Society，Angewandte Chemie International Edition，Advanced Materials，‌Journal of Membrane Science，Small等期刊发表研究性论文30余篇；申请发明专利十余项。主持国家自然科学基金青年基金项目，山东省自然科学基金青年基金项目，青岛市关键攻关技术项目等。

研究方向：聚合物膜材料、二维膜材料、MOF膜材料等，及离子跨膜输运研究。

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