無機(jī)陶瓷膜經(jīng)過多年的發(fā)展,在眾多領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用,成為膜領(lǐng)域發(fā)展最為迅速、也是最有發(fā)展前景的品種之一。
回顧無機(jī)膜迅速發(fā)展的20多年,無機(jī)陶瓷膜的研究主要包括膜的制備、分離膜的應(yīng)用以及膜催化等方面,其中液相過濾分離是無機(jī)膜主要的工業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)域。但是分離膜的應(yīng)用領(lǐng)域拓展遠(yuǎn)未達(dá)到預(yù)期的要求,主要是因?yàn)槠浒l(fā)展面臨著以下幾個(gè)問題。
一是膜應(yīng)用成本過高,導(dǎo)致很多應(yīng)用過程從技術(shù)上是完全可行的,但經(jīng)濟(jì)不占優(yōu)勢,限制了這一新技術(shù)的推廣應(yīng)用;二是有限的膜品種與復(fù)雜的應(yīng)用過程的匹配問題,導(dǎo)致膜污染嚴(yán)重,單位膜面積的處理能力有限;第三應(yīng)用體系的復(fù)雜性和處理要求的苛刻性,導(dǎo)致單一膜過程難以達(dá)到要求,也限制了其進(jìn)一步的推廣應(yīng)用。因此降低成本、提高技術(shù)水平已成為促進(jìn)陶瓷膜發(fā)展的重要課題。
面向應(yīng)用體系的陶瓷膜過程設(shè)計(jì)主要包括膜微觀結(jié)構(gòu)、膜材料性質(zhì)、過程操作參數(shù)等的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
無機(jī)陶膜的分離性能與其結(jié)構(gòu)、材料性質(zhì)是密切相關(guān)的。多孔陶瓷膜的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括平均孔徑和孔徑分布、膜厚度、孔隙率、孔形狀、曲折因子等決定了膜的滲透分離性能;膜材料性質(zhì)包括膜的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、表面性質(zhì)及機(jī)械強(qiáng)度等,它們不僅影響膜的滲透分離性能,更與膜的使用壽命密切相關(guān);操作參數(shù)主要包括膜面流速、操作壓力、溫度等,影響膜過程的濃差極化程度和膜污染程度,對滲
透通量和分離性能均有影響。