打破“膜”咒，释放更多中国“膜”力(2)

　　9年过去，科研团队再次进行技术升级。柯振宇告诉科技日报记者：“以前制浆尾水过滤后析出的盐有很多杂质，甚至还有一些腐蚀性固体废弃物。此次技改工艺，将反渗透产生的浓盐水分离成高氯化钠浓盐水和高硫酸钠浓盐水，再将高氯化钠浓盐水通过新增的膜电解单元，制成低浓度的酸、碱水用于生产，替代部分外购药剂。高硫酸钠浓盐水进入蒸发结晶系统后，则生产出工业级元明粉，可作产品销售。”目前，他们正在做项目的试生产运行，预计今年下半年可以建成投产。

　　除了废水处理，以膜技术为核心的新型水处理技术，已经成为提高水环境的利器。

　　2019年，深圳盐田区建成深圳市首个自来水直饮示范区，采用臭氧－活性炭、超滤膜等深度处理工艺，提高出厂水水质，实现自来水直饮全覆盖。

　　重要的是，包括芯片在内的精密电子器件的生产，也离不开膜技术。“目前芯片的集成度要求越来越高，这要求晶体管之间不能有离子，以确保器件之间不会有电磁干扰，而生产制作这些晶体管，都需要使用超纯水冲刷，确保芯片性能稳定。在制备超纯水方面，膜技术提供了有力支撑。”范益群说。

　　加强原始创新能力应对挑战

　　中国膜产业现阶段还需突破产品种类偏少、应用领域偏窄的局限。例如膜产品主要集中在水处理领域，占膜市场的85%。面向医药、能源和物料分离领域应用的特种功能膜产品品类较少。“膜产品处于产业链的顶端，而膜材料成了膜产品向高端发展的瓶颈，因此需要加强基础研究，强化原始创新，加大关键技术研发。”中国膜工业协会理事长郑根江告诉记者。

　　膜与膜材料原始创新能力较弱，是我国膜产业现阶段面临的挑战之一。郑根江指出，这主要表现在3个方面：一是制膜用化工原材料要求高，一般的化工原材料难以达到制膜要求，需要进行大量的优化、改性研究。二是成膜机理、膜配方、制膜工艺和制膜设备这四大关键技术，互为支撑、密切度高、匹配性强，需要系统性创新。三是由于膜的应用场景不同，每种膜的配方、结构、制作工艺及性能要求也不同，制膜设备及工艺针对性强，技术难度大，这些膜核心技术的原始创新亟待加强。例如，氢燃料电池质子交换膜、太阳能光伏背板膜等新能源用膜，高性能医用膜以及高精准分离膜等一些高端膜产品的制膜关键设备国产化率偏低，部分关键设备仍需要进口。

　　郑根江建议，应以发展先进装备制造业为目标，围绕膜装备的重大共性关键技术及绿色、高效、智能制造等开展系统研发，强化机械装备模块化、智能化、机电一体化和零部件的通用化、标准化、集成化。“还要多开发高端产品，例如能用于物料精准分离的超滤膜和纳滤膜，在极端工况下应用的耐高温高压、抗污染的膜。”

　　“十四五”膜产业总值或达5000亿元

　　2019年的膜工业总产值，主要由膜与膜材料、膜设备、膜工程和膜配套设备、膜贸易与服务四大部分构成。其中，膜工程与膜配套设备板块占我国膜产业总产值的27%；膜设备板块产值占26%；膜与膜材料板块的产值占15%。这意味着，膜与膜材料领域增长空间较大。

　　“膜技术的发展，让膜的原材料层出不穷。从几元钱一公斤的PVC，到几百元一公斤的聚四氟乙烯，从粉煤灰到高纯度氧化铝，不同原材料制得的膜，应用场景不同，大家也在尝试一些新材料，例如陶瓷膜。”范益群说。

　　“不过，原材料的生产和制造工艺越复杂，成本越昂贵。”范益群举例说，去除氧化铝杂质的成本很高，99%纯度的氧化铝，市场售价约1万元每吨，而99.95%纯度的氧化铝售价则高达100万元每吨。