早日攻克困擾陶瓷膜技術發展的熱點及瓶頸性難點,將緩解過程工業面臨的資源、能源與環境的瓶頸壓力陶瓷濾芯陶瓷膜陶瓷膜過濾器。
未來陶瓷膜領域的發展趨勢將集中在以下5個方面:(1)進一步提高陶瓷膜材料的分離精度及其分離穩定性,使其在液體分離領域實現納濾級別的連續高效運行,在氣體分離領域實現多組分氣體的高效分離;(2)研制具有大孔徑及高孔隙率的耐高溫陶瓷分離膜材料,使其在資源的高效利用及環境保護等領域實現高溫氣固分離過程的長期穩定運行;(3)實現陶瓷膜表面性質的調控,通過改變其表面親疏水性及荷電性、生物兼容性等以拓展陶瓷膜的應用領域;(4)實現陶瓷膜的低成本化生產,結合構建面向應用過程的膜材料設計與制備方法,解決陶瓷膜推廣應用的瓶頸問題;(5)研制耐強酸強堿等苛刻體系的膜材料,提高膜材料分離性能的穩定性,拓展其在過程工業的應用范圍,多孔陶瓷膜制備技術研究必將進一步引領和推動陶瓷膜技術及產業的發展,進而實現制備技術從理論到應用的轉化,早日攻克困擾陶瓷膜技術發展的熱點及瓶頸性難點,將緩解過程工業面臨的資源,能源與環境的瓶頸壓力陶瓷濾芯陶瓷膜陶瓷膜過濾器。
陶瓷膜分離技術主要是依據“篩分理論”,根據在一定的膜孔徑范圍內滲透的物質分子直徑不同則滲透率不同,原料液在膜管內或膜外側流動,小分子物質或液體透過膜,大分子物質或固體被膜截留,使流體達到分離、濃縮、純化和環保等目的陶瓷濾芯陶瓷膜陶瓷膜過濾器。
此外,膜壁厚度遠小于傳統的管式和平板陶瓷膜(3~5mm),可大大節省微粉原料3)應用靈活性好。中空纖維膜可根據實際應用需要采取內壓式或外壓式兩種不同過濾方式。2中空纖維陶瓷膜的制備方法2.1模板法模板法是以有機聚合物中空纖維(如聚丙烯和聚偏氟乙烯中空纖維等)或活化碳纖維為模板,先將經過預處理的模板浸入預先制備的穩定氧化物先驅體溶膠中,通過浸漬涂覆法,在纖維模板表面形成一層凝膠層,然后經干燥和高溫燒成獲得中空纖維陶瓷膜。采用有機模板法制備中空纖維陶瓷膜時,根據模板微觀結構的不同,可形成對稱或非對稱結構中空纖維陶瓷膜,如圖1(a)和(b)所示,為分別采用對稱結構的聚丙烯和非對稱結構的聚偏氟乙烯中空纖維為模板時制備的TiO2中空纖維膜微觀結構。可以預見,非對稱結構的形成將有助于降低膜的滲透阻力和提高膜滲透性。但模板法制備中空纖維陶瓷膜,需要預先采用金屬醇鹽制備穩定的聚合物溶膠,并往往需要經多次涂覆才能獲得合適厚度的凝膠層,工藝過程復雜,制備的膜易開裂和變形,不適合大規模生產,主要用于實驗室中空纖維膜制備。2.2靜電紡絲法靜電紡絲法是在高壓靜電作用下,使金屬醇鹽聚合物溶膠通過帶內插管的中空針狀紡絲頭流出而成型,并通過注射芯液形成中空結構。采用該法制備TiO2納米中空纖維的紡絲裝置和過程示意圖如圖2(a)所示,圖2(b)和(c)分別為制備的TiO2納米中空纖維的TEM和SEM微觀結構圖。該法的優點是可連續成型,因而適用于大批量陶瓷中空纖維制備。目前,靜電紡絲法已成功用于ZrO2、Al2O3、TiO2、BaTiO3、La2CuO4等多種材質納米陶瓷中空纖維的制備。
小編給您歸納了未來陶瓷膜領域的發展趨勢將集中在以下幾個方面:進一步提高陶瓷膜材料的分離精度及其分離穩定性,使其在液體分離領域實現納濾級別的連續高效運行,在氣體分離領域實現多組分氣體的高效分離;研制具有大孔徑及高孔隙率的耐高溫陶瓷分離膜材料,使其在資源的高效利用及環境保護等領域實現高溫氣固分離過程的長期穩定運行;實現陶瓷膜表面性質的調控,通過改變其表面親疏水性及荷電性、生物兼容性等以拓展陶瓷膜的應用領域;實現陶瓷膜的低成本化生產,結合構建面向應用過程的膜材料設計與制備方法,解決陶瓷膜推廣應用的瓶頸問題;研制耐強酸強堿等苛刻體系的膜材料,提高膜材料分離性能的穩定性,拓展其在過程工業的應用范圍。
目前國際上無機陶瓷分離膜的研究主要針對非對稱膜,其研究內容主要集中在以下幾個方面:膜及膜反應器制備工藝的研究、膜過濾與分離機理的研究、多孔質微孔結構的表面改性、無機膜顯微結構及性能的測試與表征其中膜工藝的研究相對較多,且多為MF膜與UF膜,RO膜則較少,制備完好致密無缺陷的RO膜或對RO膜結構性能的測試與表征都是當前的研究熱點和難點課題。陶瓷濾芯陶瓷膜陶瓷膜過濾器。
(1)孔徑調節的精度高每一次ALD循環,產生的沉積層的厚度在0.1納米以下,也即膜孔可在優于0.1納米的精度上減小;(2)孔徑調節過程均勻連續。ALD在陶瓷膜上產生的沉積層厚度可通過改變循環次數來均勻連續的控制,得到孔徑介于基膜和致密膜之間的任意孔徑;(3)操作簡單方便。原子層沉積反應前,不需對基膜進行預處理;而沉積過程中各步反應均在腔體中進行,可自動控制,不需要人工干預,而且沉積結束后不需后處理,可直接使用;(4)工藝綠色無污染。ALD對陶瓷膜的孔徑調節過程不使用有機溶劑,多余前驅體或副產物可回收,沒有“三廢”排放。陶瓷濾芯陶瓷膜陶瓷膜過濾器。