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多孔陶瓷及陶瓷膜过滤材料国内发展现状及问题分析
类别:新型陶瓷—多孔陶瓷   浏览人数:628   发布时间:2017-9-29
 
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侯立红

(山东工业陶瓷研究设计院有限公司,淄博255031)

  摘要:简要介绍了国内多孔陶瓷及陶瓷膜材料技术发展现状及主要应用,对存在问题进行了简单分析,提出下一步发展建议。

  关键词:陶瓷膜;发展现状;分析

  多孔陶瓷及陶瓷膜材料具有耐高温、耐高压、耐腐蚀、过滤精度高、使用寿命长等优良特性,是一种重要和理想的过滤分离材料,在液一固分离、气一固分离、水处理、节能环保等领域具有广阔的应用前景。近几十年来,多孔陶瓷及陶瓷膜材料各种优异性能及过滤、分离特性,引起世界各国普遍关注。我国作为较早从事多孔陶瓷及陶瓷膜材料研究的国家,经过近二十多年来快速发展,产品的制备工艺水平和技术水平也有了明显提高,产业规模不断扩大,应用领域不断拓广,陶瓷膜材料己成为国内膜过滤分离材料的一个重要分支。

  1国内多孔陶瓷及陶瓷膜材料发展

  国内最早开展多孔陶瓷材料研究始于上世纪70年代初,山东工业陶瓷研究设计院先后采用一种热浇注成型工艺研制开发了石英质、刚玉质、铝矾土质等多孔陶瓷制品,这种多孔陶瓷材料具有10 - 200μm可控孔径、气孔率25%-40%,具有良好的耐酸性和耐碱性性能,产品以管状制品为主,主要用于一些气体过滤和液体过滤等。进入90年代,该院采用涂层技术,又开发了一种具有孔梯度结构的陶瓷微滤膜过滤材料。

  这种陶瓷微滤膜材料是在原有刚玉质多孔陶瓷材料基础上,通过在材料外表而或内表面采用喷涂、浸渍、烧结技术涂覆一层孔径0. 5-30μm、厚度100-300μm的均匀氧化铝膜过滤层,其中刚玉质多孔陶瓷材料作为膜支撑体,具有较高机械强度、较大孔径(60-150μm)和较小的过滤阻力。与传统多孔管陶瓷材料相比,这种具有孔梯度结构的陶瓷膜材料具有过滤精度高、过滤阻力小、清洗再生效果好等优点,实现了传统多孔陶瓷材料技术升级。

  90年代后期,随着国外陶瓷超滤膜、纳滤膜技术的发展,国内相关单位也开始开展了用于错流过滤的多通道陶瓷材料的研究开发工作。其中,南京工业大学研究团队,最早完成了多通道陶瓷微滤膜、超滤膜、纳滤膜的研究开发工作。

  这种多通道陶瓷膜材料主要是以高纯氧化铝(或刚玉砂)为原料,首先采用挤出成型工艺制备孔径3-5μm多通道(包括单通道,7通道,19通道、37通道等)管状陶瓷膜支撑体,然后在支撑体通道内表面采用粒子烧结工艺或溶胶一凝胶工艺制备一层或多层膜过滤层,膜层孔径从0. 8pm到几个纳米不等,膜层材料主要有氧化铝质、氧化钛质、氧化锆质或其复合材料。特殊的通道结构设计、光滑的膜表面、较高进一步拓宽了产品应........

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