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高性能平板陶瓷膜，藍天碧水通通有
2018-01-12 09:22:00 來源：科一環保轉載評論：0 點擊：

陶瓷膜是一種采用Al2O3、ZrO2、TiO2、SiO2、SiC等無機材料燒結的一種高性能的過濾材料，可克服其他過濾組件：耐溫能力差，通常濾料為200℃以下，玻璃纖維400℃以下，長期工作溫度280℃，而陶瓷膜耐溫值可高達1000℃（工業爐窯的煙氣可達幾百甚至上千攝氏度）；濕度大氣體易粘袋且難脫落影響設備運行；使用壽命相對較短的弱點；又具有獨特耐酸堿、耐溶劑，抗微生物腐蝕等特性，使用壽命可長達5-8年，維護成本低，易清洗省心省力，過濾精度高（幾十納米到幾微米），能耗低。
由于陶瓷具有種種優點，因而在高溫煙氣過濾、工業粉塵收集、城市污水凈化、工業廢水處理等氣—固和液—固分離過程著廣泛的作用，在環境保護中發揮了重大作用。相信隨著節能減排呼聲越來越大，陶瓷膜的應用也將越來越廣泛。

圖1 廢水廢氣排放入環境讓藍天碧水成為了奢侈品

商品化的陶瓷膜通常具有三層結構（多孔支撐層、中間層及分離層）。陶瓷膜優點多多，但其在應用過程中也存在不少問題，其主要體現在目前的陶瓷膜支撐體的強度較低，且通常需要做成圓管式（單孔）或蓮藕式（多孔見下圖2）以增加其強度，但顯著的降低了其單位體積內的有效工作面積，使得陶瓷膜過濾設備單位體積的過濾面積僅為布袋式除塵器的20%--30%，大大增加了設備體積及制造成本。

圖2 蓮藕式（多孔）碳化硅陶瓷膜

若將陶瓷膜制成多通道的平板式（見下圖3），則可以有效的獲取過濾面積大分離效率高的高性能陶瓷膜。但通常而言，陶瓷膜因支撐體與膜材的燒結溫度不同，工藝上常采用二次燒成的方法，即先將陶瓷膜支撐體燒成，然后再將陶瓷膜材料噴涂或浸涂在支撐體表面，干燥后進行二次燒成。二次燒成法制備陶瓷膜，成本高，能耗高不利于節能環保，陶瓷膜與支撐體的結合強度也不高使用時易脫落。

圖3 平板陶瓷膜（湖南科一環保供圖）

針對現有技術的不足，湖南大學肖漢寧教授團隊研發出“一次共燒制備高強度陶瓷膜的方法”克服了一次共燒制備高強度陶瓷膜的方法，實現了陶瓷膜過濾板的高效率低成本制備。此外，肖漢寧教授團隊在平板陶瓷膜還有多項研發成果例如“一種高強度陶瓷膜支撐體的制備方法”、“一種多層梯度陶瓷膜的制備方法”等。研究成果經產學研合作企業湖南科一環?？萍脊煞萦邢薰巨D化，已成功生產制造出來，可應用于工業廢水處理、工藝廢水回收、油水分離、游泳池及溫泉、懸浮固體顆粒、細菌微生物的去除及電池材料濃縮工藝等等領域。

例如：電池正極材料合成工藝中溶膠共沉淀時需要惰性高溫濃縮，傳統工藝周期長，能耗高，某大型電池材料公司采用科一陶瓷膜可實現電池材料的濃縮工藝在80℃的高溫強堿環境下實現正極材料在線濃縮，從原液15%濃縮至36%的濃縮速度顯著提高，大大降低工藝成本。
粉體圈作者：小白

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