陶瓷膜是无机膜中的一种,属于膜分离技术中的固体膜材料,主要以不同规格的氧化铝、氧化锆、氧化钛和氧化硅等无机陶瓷材料作为支撑体,经表面涂膜、高温烧制而成。
陶瓷膜的研究始于20世纪40年代,其发展可分为3个阶段:用于铀的同位素分离的核工业时期,以无机微滤膜和超滤膜为主的液体分离时期,以及以膜催化反应为核心的发展的时期。20世纪80年代初期成功地在法国的奶业和饮料(葡萄酒、啤酒、苹果酒)业推广应用后,陶瓷膜分离技术和产业地位逐步确立,
天然沸石具有特殊的多孔结构、发达的比表面、丰富的表面羟基,而且我国天然沸石储量丰富、价格低廉,因此将天然沸石加工成陶瓷分离膜,不仅可以降低分离膜的生产成本,而且可以为陶瓷膜的制备提供新的选择。
例如以天然沸石为主料,通过挤压成型法制备了天然沸石陶瓷膜支撑体,平均孔径为6.6μm,孔隙率达到46%,然后通过浸浆法在支撑体表面分别涂覆粒径为2.1μm和0.5μm的天然沸石悬浮液,制得平均孔径分别为0.6μm和0.1μm的过渡层和顶层膜,整个非对称陶瓷膜的纯水通量达到了187L/ m2.h.bar。
有机膜浓缩设备虽然其制备成本相对较低,但本身具有一定的局限性,如耐腐蚀和耐氧化能力较差、机械强度较低、不易清洗和使用寿命较短等,限制了有机膜浓缩设备在浓缩液较为苛刻条件下的长期稳定运行,也制约了其与各种预处理工艺的组合使用。与有机膜浓缩设备相比,无机陶瓷膜浓缩设备具有显著的材料性能优势,但受制于较高的制备成本,陶瓷膜技术的应用研究仍主要集中在工业废水处理领域。
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