陶瓷膜

陶瓷膜

無機陶瓷經工藝制備形成的非對稱膜
陶瓷膜(ceramic membrane)又稱無機陶瓷膜,是以無機陶瓷材料經特殊工藝制備而形成的非對稱膜。請注意,“CT膜”并非陶瓷膜的别名,該稱謂實為非專業人士對陶瓷膜英文簡稱的一種錯誤表述。已經成功應用于食品、飲料、植(藥)物深加工、生物醫藥、發酵、精細化工等衆多領域,可用于工藝過程中的分離、澄清、純化、濃縮、除菌、除鹽等。
    中文名:陶瓷膜 外文名:ceramic membrane 常用材料:氧化鋁、氧化锆、氧化钛等 原理:錯流過濾 特點:穩定性好、強度大、效率高 應用:多用于膜分離

結構

陶瓷膜是無機膜中的一種,屬于膜分離技術中的固體膜材料,主要以不同規格的氧化鋁、氧化锆、氧化钛和氧化矽等無機陶瓷材料作為支撐體,經表面塗膜、高溫燒制而成。商品化的陶瓷膜通常具有三層結構(多孔支撐層、過渡層及分離層),呈非對稱分布,其孔徑規格為0.8nm~1μm不等,過濾精度涵蓋微濾、超濾、納濾級别。

根據支撐體的不同,陶瓷膜的構型可分為平闆、管式、多通道三種。陶瓷膜由于耐酸堿、耐高溫和在極端環境下的化學穩定性,又由于商品化的陶瓷膜孔徑較小(通常小于0.2μm),可以成功地實現分子級過濾,因此其主要用于對液态、氣态混合物進行過濾分離,可以取代傳統的離心、蒸發、精餾、過濾等分離技術,達到提高産品質量、降低生産成本的目标,在石油和化學工業等苛刻環境中具有廣泛的應用前景。

特性

相較于傳統聚合物分離膜材料,陶瓷膜具有化學穩定性好,能耐酸、耐堿、耐有機溶劑;機械強度大,可反向沖洗;抗微生物能力強;耐高溫;孔徑分布窄、分離效率高等優點,在食品工業、生物工程、環境工程、化學工業、石油化工、冶金工業等領域得到了廣泛的應用,其市場銷售額以30%的年增長率發展着。陶瓷膜的不足之處在于造價較高、無機材料脆性大、彈性小、給膜的成型加工及組件裝備帶來一定的困難等。

原理

陶瓷膜分離工藝是一種“錯流過濾”形式的流體分離過程:原料液在膜管内高速流動,在壓力驅動下含小分子組分的澄清滲透液沿與之垂直方向向外透過膜,含大分子組分的混濁濃縮液被膜截留,從而使流體達到分離、濃縮、純化的目的。

陶瓷膜是由孔隙率30%~50%、孔徑50nm~15μm的陶瓷載體,采用溶膠-凝膠法或其它工藝制作而成的非對稱複合膜。用于分離的陶瓷膜的結構通常為三明治式的:支撐層(又稱載體層)、過渡層(又稱中間層)、膜層(又稱分離層)。其中支撐層的孔徑一般為1~20μm,孔隙率為30%~65%。

其作用是增加膜的機械強度;中間層的孔徑比支撐層的孔徑小,其作用是防止膜層制備過程中顆粒向多孔支撐層的滲透,厚度約為20~60μm,孔隙率為30%~40%;膜層具有分離功能,孔徑從0.8nm~1μm不等,厚度約為3~10μm,孔隙率為40%~55%。整個膜的孔徑分布由支撐層到膜層逐漸減小,形成不對稱的結構分布。

陶瓷膜根據孔徑可分為微濾(孔徑大于50nm)、超濾(孔徑2~50nm)、納濾(孔徑小于2nm)等種類。進行分離時,在外力的作用下,小分子物質透過膜,大分子物質被膜截留,從而達到分離、濃縮、純化、去雜、除菌等目的。

應用

陶瓷膜的研究始于20世紀40年代,其發展可分為3個階段:用于鈾的同位素分離的核工業時期,以無機微濾膜和超濾膜為主的液體分離時期,以及以膜催化反應為核心的全面發展的時期。

膜分離系統可直接澄清、分級淨化、濃縮中藥和植物水提物,可替代二次醇沉澱和樹脂吸附工藝,直接去除靴質、膠體、植物纖維、大分子蛋白用細菌等雜質,透過液澄清透、純度高,采用膜分離濃縮澄清液可以脫除鹽分和水,得到高純度的濃縮液。

适用領域:高難度工業廢水、生活污水、反滲透系統(RO)的預處理、固液分離。

上一篇:音響改裝

下一篇:魯美諾斯

相關詞條

相關搜索

其它詞條