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陶瓷膜—— 一种前景广阔的新材料

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楼主 发表于:2018-06-01 14:25:16
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过滤分离工艺是工业生产过程中的重要工艺环节,在大部分工业行业中均有涉及,以陶瓷膜为核心的膜分离技术目前在我国主要应用于过程分离与特种水处理两大领域。但目前陶瓷膜为核心的膜分离技术工艺在国内的应用普及率仍总体较低,预计未来5到10年,国内无机陶瓷膜市场将有巨大的发展空间。

 

一.陶瓷膜简介

 

陶瓷膜又称无机陶瓷膜,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。

 

陶瓷膜具有耐高温、耐化学腐蚀、机械强度高、抗微生物能力强、渗透量大、可清洗性强、孔径分布窄、分离性能好和使用寿命长等特点。但不足之处是造价较高、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。

 

根据应用可将陶瓷膜分为多孔膜、过滤膜、包装膜、电池膜和隔热膜;根据支撑体的不同,又将陶瓷膜的构型分为平板、管式、多通道三种。

 


平板膜主要用于小规模的工业生产和实验室研究。管式膜组合起米形成类似于列管换热器的形式,可增大膜装填而积,但由于其强度问题,己逐步退出工业应用。规模应用的陶瓷膜,通常采用多通道构形。

 

二.陶瓷膜的应用

 

陶瓷膜具有分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、使用寿命长等众多优势,已经成功应用于食品、饮料、植(药)物深加工、生物医药、发酵、精细化工等众多领域,可用于工艺过程中的分离、澄清、纯化、浓缩、除菌、除盐等。

 


三.陶瓷膜的市场

 

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,于20世纪80年代建成了膜面积达400万平方米的陶瓷膜的富集256UF6工厂,以无机微滤膜和超滤膜为主的液体分离时期和以膜催化反应为核心的全面发展的时期。

 

我国对陶瓷膜技术的研究、应用起步相对较晚。20世纪90年代,中国科学院、中国科学技术大学以及南京化工大学等高等科研机构积极参与并完成了“九五”国家重点科技攻关及“863”计划等科研项目,成功实现了陶瓷膜材料及制备研究方面的技术突破,继而打破了国外企业在陶瓷膜产品领域的垄断地位。

 

虽然我国陶瓷膜技术起步晚,但发展迅猛,无机陶瓷膜下游领域还将有近百万平方米膜面积的市场空间,市场容量将近百亿元人民币。在未来较长的一段时间里,我国的无机陶瓷膜产业还将保持快速增长的势头,为下游各个领域提升产品品质、改善生产工艺并降低生产能耗等方面做出贡献。


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