辩论赛-膜技术.doc

二攻辩环节1. 正方二辩提问反方二辩正方：众所周知能源问题是亟待解决的世界性问题，那么请问对方辩友，燃料电池是不是解决能源问题的重要途径？反方：无可否认，能源问题是一个世界性永恒的话题，本人不但知道能源问题是有待解决的世界性难题，同时也知道，解决能源问题的方法多种多样，譬如：风能，水能，核能，太阳能；氢能，沼气，地热、波浪能；潮汐、洋流、生物质能、以及海洋表面与深层之间的热循环等，而燃料电池虽然是其有机组成部分，其分量可想而知。正方：谢谢对方二辩对我的问题的正面回答，既然这样，那我再问对方辩友，非荷电膜可以用在这种高科技燃料电池之中吗？反方：首先我再次重申一下我刚才的回答，解决能源问题的方向是多种多样的，而燃料电池仅仅是组成部分而已。荷电膜虽然可以用于这个领域，但此领域本身就有待商榷，那么其重要性有从何说起？！正方：请问对方辩友，有没有哪怕一个领域只可以用非荷电膜解决，而荷电膜解决不了？反方：我方承认，就广泛性而言，荷电膜略占优势，但我方想提醒对方辩友，广泛并不等同于重要，请不要犯一些低级错误。正方：感谢对方辩友的灰常诚恳的回答，本人可能幻听，想再次弱弱的问一句，您的意思是不是说：只要是非荷电膜可以用的领域，荷电膜都可以应用，而荷电膜可以应用的领域，非荷电膜未必可以进入，我重复的对吗？反方：可能是幻听的影响导致对方辩友的孤陋寡闻，本人对此深表遗憾，在此就其深层含义进一步阐明：可以应用不等于重要，就如同我们都可以站着这个讲台上讲授膜科学这门课程，但并不等同于都像徐老师讲的那样动听一样，换句话说，荷电膜虽然可以应用于我们非荷领域，但其不会，也不可能取代非荷电膜在该领域的重要应用。2. 反方二辩提问正方二辩反方：我想大家都知道我们在做试验中，固液分离是何等的重要，在此我想请问正方辩友：您最常使用的分离膜材料是什么？又是什么材料的？正方：滤纸，多大是棉质纤维材料反方：:谢谢对方辩友对我方问题的正面回答，在这么重要的场合，这么普遍的应用都找不到荷电膜的身影。那又为何方一辩这么大言不惭的盲目无知的定下荷电膜材料比我们非荷电材料重要的结论哪？正方：不可否认，我们平时常见到的膜多数为非荷电膜材料，但是我想对方辩友可能忘记了，首先本身荷电膜就可以用于我们普通的过滤，而且效能更好，只是还没有普及，其次，对于那些高精尖端实验，需要高分离效率，特殊分离性能领域，如：阴阳离子的分离膜，一二价离子分离膜，抗菌膜，高抗污染膜等等领域，在这些领域非荷电膜的身影何在，重要性又如何体现？！。反方：只要一提到聚合物膜燃料电池时，对方辩友总会侃侃而谈，那么本人弱弱的问一句，当今时代，当下的祖国母亲的怀抱里又有几块土地上，几片天空下孕育出聚合物膜燃料电池所谓的新能源那柔软的身躯？正方：对于对方辩友的无知，我深表遗憾！对于对方辩友眼界的狭隘我深表同情！首先，在中国，上海燃料电池汽车动力系统有限公司已经制作出 春晖三号嘉乐微型电动车，在世界上今天有超过100部燃料电池巴士运行；自2009年以来已发布超过了20类型的燃料电池车的原型和示范车，包括本田的FCX，丰田的ADV，奔驰的F-CELL系列；德国海军和意大利海军的212型潜艇上使用的就是燃料电池，请对方辩友事先做好工作再提问题。反方：感谢对方辩友慷慨陈词，不过我想问一下对方辩友，为何作为世界加工厂的中国你只推举一个例子？而且再次请问，春晖三号里面运行的动力源只有燃料电池吗？正方：不可否认，燃料电池在中国还处于起始阶段，但请不要用狭隘的眼光看待这个问题，.知识和科学是全人类的共同财富，是不分国界的。国外的科技的进步难到不是科技的进步吗？3. 正方三辩提问反方三辩正方：对方辩友对正渗透大赞其辞，那么请对方辩友为我们科普一下正渗透是什么？反方：正渗透（FO）也称为渗透，是一种自然界广泛存在的物理现象。它是浓度驱动型的膜过程，依靠选择性渗透膜两侧的渗透压差为驱动力自发实现水在膜中的传递。正方：谢谢对方辩友言简意赅的回答。从对方辩友对正渗透的定义来看，我想正渗透现在依然面临以下的核心问题：（1）截盐率问题，正渗透只有具备高的截盐率才有实用价值（2）浓差极化现象的减缓问题，浓差极化现象会造成通量的急剧下降，大大影响分离或浓缩效率。（3）膜的机械强度问题，特别是在压力阻尼渗透膜过程中更需如此（4）膜的稳定性问题：膜应对于渗透剂保持稳定，例如二者之间无化学反应或物理吸附，渗透剂的分离方式（包括温度引发、pH 调节引发、蒸发挥发引发等）也不应影响膜的稳定性等等。（5）膜材料的亲水性问题，膜亲水性有利于提高膜的纯水通量和耐污染能力；对方辩友怎么看待这些问题？反方：我们知道正渗透膜主要包括两层结构，支撑层和活性层，支撑层主要是提供膜的机械强度，而活性层主要起到截盐的作用，针对以上问题，我们可以分别从这两个层的结构改善，从而改善膜的性能。（1）对于截盐率，为了获得高的盐截留，同时避免渗透剂向原料液渗透，可以将膜的活性层做得非常致密；（2）为了缓解内浓差极化现象，膜应该很薄，并且支撑层的孔隙率很低；（3）关于膜的机械强度，徐老师课上明确指出，机械强度早已不是限制膜发展的问题了，我们完全可以通过以下两种手段提高膜的机械强度，a，改变高分子链节结构，在主链中引入刚性的苯环或进行交联，是减少膜蠕变的重要手段，具有高度交联结构的复合膜蠕变很小，压密系数很低，因而膜的透过性能也相当稳定。b，增加膜机械强度的另一个方法，是将膜直接制作在高强度的支撑材料上。目前用作膜支撑材料的有无纺布、玻璃纤维、涤纶、氯纶、锦纶等（4）抗氧化性：在选择高分子材料时，应尽量避免键能很低的O-O、N-N等键，而希望在高分子材料的主链中引入键能高的三键或双键以及芳香族的C-C键。抗水解性：为了提高膜的抗水解性能，应尽量减少高分子材料中易水解的基团。因此，聚砜、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚苯醚等高分子材料抗水解性能是优越的。膜的耐热性：在高分子主链或侧链中引入强极性基团，如在主链中引入醚键、酰胺键、酰亚胺键或者羟基、氨基等极性基团；或使分子间产生氢键：或者改变高分子的聚集态即排列方式也能提高膜的耐热性（5）正渗透的膜材料应该具有较好的亲水性，例如 HTI 公司的乙酸纤维素类FO膜，乙酸纤维素类FO膜膜材料亲水，膜皮层和多孔支撑层接触角分别为62和63.6 ，呈电中性。整体厚度约为 50 m，极大降低了膜的浓差极化。纤维素是应用最早的膜材料，纤维素及其衍生物用作膜分离材料具有来源广泛、价格低廉、制模工艺简单、成膜性能良好、膜选择性高、亲水性好、透水量大、机械强度高、孔径分布窄和使用寿命长等优点，这些特征使得它非常适合正渗透过程。目前用于FO的膜主要有CTA膜、CA膜、聚苯并咪唑 （PBI） 膜、聚酰胺（PA）膜、TFC-FO 复合膜等，这些膜都具备良好的亲水性，这些材料克服了纤维素膜易被细菌侵蚀、不适合酸碱清洗液清洗、不耐高温和机械强度较差等弱点，随着膜材料的不断研发，膜材料的亲水性问题将迎刃而解。 正方：既然正渗透技术具有如此多的优点，那么请问它主要应用领域有哪些？反方：基于正渗透技术低压操作、低能耗和低污染的显著优势，它在很多领域都有广泛的应用，如海水淡化、污水处理、航空航天、食品加工、医药等，特别是压力延缓渗透(FRO)海水发电，更是一项极具前景的清洁再生能源开发技术。正方：好，那正渗透技术的应用已经工业化了吗？反方：正渗透技术的应用部分已经投入工业化应用，多数还处于实验室阶段。正方：呵呵。我们讨论的主题是应用，应用是应该是既成的事实，而不是异想天开、夸大其词，理论教我一首歌，可是只有实践告诉我为什么只有共产党才能救中国，对方辩友不要强词夺理。反方：这怎么能是异想天开呢，正渗透技术的应用虽然距离工业化应用和代替反渗透成为主流的水处理技术还有一段很长的路程。但相比于压力驱动的膜分离过程如微滤和超滤技术，正渗透膜过程具有低压或无压操作低能耗和低膜污染等一系列优点 ，首先正渗透技术是低能耗的技术，没有反渗透技术带来的浓盐水排放问题；其次，该技术可能成为航空航天技术中关键的水处理技术；最重要的是该技术可以利用自然界常见的渗透过程来发电，是一种新型的绿色能源技术。正渗透能源技术一旦开发成功，那么在全球淡水入海口将能够供给总耗电量