Page 39 - 《精细化工》2022年第3期

第 39 卷第 3 期 精 细 化 工 Vol.39, No.3
2022 年 3 月 FINE CHEMICALS Mar. 2022

综论
凹凸棒石复合分离膜的研究进展

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蒋丽红 ，彭世鸿 1,2 ，郭成金 ，杨 晨 ，刘志华 ，何 沛
（1. 昆明理工大学 化学工程学院，云南 昆明 650500；2. 云南中烟工业责任有限公司技术中心，云南 昆明 650231）
摘要：凹凸棒石（ATP）是一种廉价易得的天然黏土矿物，具有比表面积大、阳离子交换容量高、表面官能团
丰富等特点，通过不同的方法改性，可以与各种基膜结合形成复合膜。综述了 ATP 复合分离膜的不同制备方法，
比较了其优缺点；总结了 ATP 添加量对复合膜拉伸强度、杨氏模量、断裂伸长率等力学性能的影响，进而介绍
了 ATP 复合分离膜在 CO 2 分离、重金属分离、染料分离、油水分离等方面的应用，并分析了其分离机理。最后
展望了 ATP 复合分离膜面临的挑战和研究方向。
关键词：凹凸棒石；膜制备；复合膜；力学性能；膜分离
中图分类号：TQ051.8 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2022) 03-0461-08

Research progress of attapulgite composite separation membranes

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JIANG Lihong , PENG Shihong , GUO Chengjin , YANG Chen , LIU Zhihua , HE Pei
（1. Faculty of Chemical Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650500, Yunnan,
China; 2. Technology Center of China Tobacco Yunnan Industrial Co., Ltd., Kunming 650231, Yunnan, China）
Abstract: Attapulgite (ATP) is a cheap and easy-to-obtain natural clay mineral and has characteristics such
as large specific surface area, high cation exchange capacity, and abundant surface functional groups. It can
combine with various base membranes to form composite membranes by different modification methods.
Different preparation methods of ATP composite separation membranes are reviewed and their advantages
and disadvantages are compared. The effects of ATP addition amount on the tensile strength, Young's
modulus and elongation at break of composite membranes are summarized. The applications of ATP
composite membranes in CO 2 separation, heavy metal separation, dye separation and oil-water separation
are introduced, and the separation mechanism is analyzed. Finally, the challenges and research direction of
ATP composite separation membranes are prospected.
Key words: attapulgite; membrane preparation; composite membranes; mechanical property; membrane
separation

黏土矿物是一种储量大、易开采的天然资源 [1-2] ， 混合基质膜在膜分离领域具有重要的研究意义，常
[17]
凹凸棒石（ATP）又称坡缕石（PAL），是水合镁铝硅 见无机填料有介孔二氧化硅 [16] 、氧化石墨烯（GO） 、
[3] [18] [19]
酸盐黏土矿物 ，理论组成为 Mg(Al) 5Si 8O 20(OH) 2 纳米氧化铝 、纳米二氧化钛 等，这些无机填料
(OH 2) 4•4H 2O [4-5] ，具有比表面积大、阳离子交换容量 都需要进一步合成，且尺寸较小、粒子团聚趋势大，
高和表面官能团丰富等特点 [6-7] ，被越来越多地应用 会导致填料分散性差，影响复合膜的物理机械性能
到工业污染物处理上 [8-10] 。近年来，随着膜技术的 和稳定性。ATP 能够很好地解决上述问题，并且可
发展，ATP 已被应用到膜材料领域，并取得不错的 以同时提高原始聚合物膜的渗透性和选择性，在超滤
应用效果 [11-12] 。 （UF） [20] 、纳滤（NF） [21] 、反渗透（RO） [22] 等领域
膜分离是分离混合气体和混合液体最有效、最 得到广泛应用。
节能的方法之一 [13-15] 。由无机填料和聚合物制成的 本文综述了近年来国内外基于 ATP 复合分离膜

收稿日期：2021-09-23; 定用日期：2021-11-02; DOI: 10.13550/j.jxhg.20210964
基金项目：国家自然科学基金联合重点支持项目（U1202265）；国家自然科学基金（21266012）
作者简介： 蒋丽红（1968—），女，教授，E-mail：jlh65@163.com。联系人：何 沛（1982—），男，高级工程师，E-mail：hepeisuccess@aliyun.com。