无机陶瓷膜分离技术是基于多孔陶瓷介质的筛分效应而进行的物质分离技术,采用与传统“死端过滤”“滤饼过滤”等过滤方式截然不同的动态“错流过滤”方式:即在压力驱动下,原料液在膜管内侧膜层表面以一定的流速高速流动,小分子物质(液体)沿与之垂直方向透过微孔膜,大分子物质(或固体颗粒)被膜截留,使流体达到分离浓缩和纯化的目的。
无机陶瓷膜的主要制备技术主要有:采用固态粒子烧结法制备载体及微滤膜,采用溶胶-凝胶法制备超滤膜;采用分相法制备玻璃膜;采用专门技术(如化学气相沉积、无电镀等)制备微孔膜或致密膜。其基本理论涉及材料学科的胶体与表面化学、材料化学、固态离子学、材料加工等。
无机膜概述
无机膜的发展始于20世纪40年代,至今发展已经历三个阶段。由于无机膜的优异性能和无机材料科学的发展,无机膜的应用领域日益扩大,碳化硅陶瓷膜,将无机膜与催化反应过程结合而构成的膜催化反应过程被认为是催化学科的未来三大发展方向之一。因此无机膜的应用成为当前膜技术领域的一个研究开发热点。
我国的无机膜研究始于20世纪80年代末,通过国家自然科学基1金及各部委的支持,我国已能在实验室制备出无机微滤膜、超滤膜以及金属钯膜。进入九十年代,国家科技部对无机陶瓷微滤膜的工业化技术组织了科技攻关,陶瓷膜用途,推进了陶瓷微滤膜的工业化进程。2002年第七届国际无机膜大会在中国召开,陶瓷膜价格,标志着我国无机膜的研究与工业化应用已经进到国际领1先水平。
为尽快实现陶瓷膜组合工艺的大规模应用,还需对以下课题进行深入探讨:
(1)膜污染仍是陶瓷膜组合工艺中不可忽视的问题,尤其不可逆膜污染会直接导致系统的运行成本增加,甚至降低工艺的使用寿命。因此组合工艺对不可逆膜污染的控制效果和影响因素有待进一步研究。
(2)陶瓷膜单位体积内膜面积填充率低,价格昂贵,陶瓷膜,一般是有机膜的几倍甚至更高。如何进一步完善膜组件结构,开发高填充率,高***的陶瓷膜组件是陶瓷膜技术能否得到广泛应用的关键问题之一。
(3)目前,对于陶瓷膜及其组合工艺的研究多限于实验室小试及中试研究,无法准确体现大规模运行时的真实情况,仍需大量运行经验和数据对大规模运行时的处理效果、通量、膜污染情况和经济技术指标进行综合评价,并不断优化运行条件。
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