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,
相较于传统聚合物分离膜材料,陶瓷膜具有化学稳定性好,能耐酸、耐碱;机械强度大,可反向冲洗;抗微生物能力强;耐高温;孔径分布窄、分离等优点,在食品工业、生物工程、环境工程、化学工业、石油化工、冶金工业等领域得到了广泛的应用,其市场销售额以30%的年增长率发展着。陶瓷膜的不足之处在于造价较高、无机材料脆性大、弹性小、给膜的成型加工及组件装备带来一定的困难等。
粉煤灰是火力发电厂的废弃物和副产品,对环境造成的污染十分严重。由于粉煤灰中Al2O3和SiO2含量达到了8.65%,在高温烧结后可以形成耐火度高、热膨胀系数低、化学稳定性和热稳定好的莫来石,所以粉煤灰可以制备性能优异的陶瓷膜,实现变废为宝。
研究者利用低成本固体废弃物粉煤灰和生料铝矾土为原料,采用原位烧结法在1300℃焙烧后,制备了多孔莫来石陶瓷膜支撑体,其开孔隙率高达50%,莫来石相含量高达86.75%,支撑体的机械强度高达69.87MPa。以粉煤灰为原料在堇青石管式支撑体上制备了陶瓷微滤膜,在1150℃烧结,平均孔径为5μm,孔隙率达到54%。
纳滤是一种介于超滤和反渗透之间的压力驱动的膜分离过程。其核心原件-纳滤膜材料由于具有纳米尺寸的微孔(孔径:1~2nm)且表面荷电,使得纳滤膜不仅可以截留分子量在200~1000Da的有机小分子,而且对离子具有一定的截留效应。
可根据目标产品分子量做出选择,在超滤的基础上进一步脱除小分子蛋白、多肽、二价盐等杂质,可分离单糖与多糖、单价盐与多价盐,实现传统工艺无法达到的效果。
版权所有©2024 产品网