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發布時間:2020-12-30 11:46  
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孔陶瓷膜由于具有優異的耐高溫、耐溶劑、耐酸堿性能和機械強度高、容易再生等優點,在食品、生物、化工、能源和環保領域應用廣泛。某課題組主要對以氧化鋁和特種燒結促進劑為起始原料,在1400℃的燒成溫度下制備出的支撐體進行了系統和深入的研究,得到滲透性能、機械性能及耐腐性能統一的支撐體。機陶瓷膜的主要制備技術有:采用固態粒子燒結法制備載體及微濾膜、采用溶膠凝膠法制備超濾及納濾膜、采用分相法制備玻璃膜等,其基本理論涉及材料學科的膠體與表面化學、材料化學、固態離子學、材料加工等。
由于行業技術門檻較高,國內能夠生產無機陶瓷膜及成套裝備的企業數量很少,具備規模化生產能力且產品品質穩定的企業更是十分稀少,導致行業內產能和市場份額都集中在少數公司中。然而由于陶瓷膜作為一個新興產品在我國的發展時間還比較短,所以下游應用的普及率還有待進一步提升。而且根據陶瓷膜的技術性能,還有很多領域等待開發,未來市場的潛在空間還很大。
天然沸石具有特殊的多孔結構、發達的比表面、豐富的表面羥基,而且我國天然沸石儲量豐富、價格低廉,因此將天然沸石加工成陶瓷分離膜,不僅可以降低分離膜的生產成本,而且可以為陶瓷膜的制備提供新的選擇。
例如以天然沸石為主料,通過擠壓成型法制備了天然沸石陶瓷膜支撐體,平均孔徑為6.6μm,孔隙率達到46%,然后通過浸漿法在支撐體表面分別涂覆粒徑為2.1μm和0.5μm的天然沸石懸浮液,制得平均孔徑分別為0.6μm和0.1μm的過渡層和頂層膜,整個非對稱陶瓷膜的純水通量達到了187L/ m2.h.bar。
無機陶瓷膜主要由氧化鋁、氧化鋯和二氧化鈦等傳統陶瓷材料,以及新興的堇青石、碳化硅和氮化硅等無機材料制備而成。根據孔徑大小的不同,壓力驅動膜可分為微濾膜、超濾膜 、納濾膜 和反滲透膜。根據外觀形狀的不同,陶瓷膜可分為單通道管式膜、多通道管式膜、平板膜和中空纖維膜。其中,多通道管式陶瓷膜具有優良的機械特性和密封性,是目前應用廣泛的陶瓷膜類型。根據微觀結構的不同,陶瓷膜可分為對稱陶瓷膜和非對稱陶瓷膜。