陶瓷膜技术发展进展
尽管陶瓷膜的研究与应用已经取得了很大的成果,但仍然存在着许多问题制约着它进一步应用与发展,值得深入地研究和探讨。目前陶瓷膜技术的发展方向主要有以下几个方面:
1)新型陶瓷膜制备工艺的开发。到目前为止,尽管已经开发出了许多陶瓷膜制备工艺,但只有溶胶/凝胶工艺最成熟,并被广泛采用,因为该工艺简单,设备要求低,适合大面积制膜,然而该工艺也存在一些问题。从发展趋势来看,目前陶瓷膜制备技术的主要发展方向为:①在多孔膜研究方面,需进一步完善已商品化的无机超滤膜和微滤膜,发展具有分子筛功能的纳滤膜、气体分离膜和渗透气化膜;②在致密膜研究中,超薄金属及其合金膜和具有离子电子混合传导能力的固体电解质膜是研究的热点。
2)陶瓷膜的改性研究。首先是提高膜的热稳定性,可以通过增加一些新的组分,改善膜的化学成分,从而提高膜的热稳定性;其次是提高膜的抗污染性,由于膜主要是用于过滤和分离,而由此带来的膜污染问题由于成本较高,一直限制了它的应用,因此应开发出抗污染的膜。
3)复合陶瓷膜的制备。有机膜和无机膜具有各自的优点和缺点,应该研究出一种复合材料的膜,使其兼具两者的优点,如在无机膜中掺加一些有机组分,使其增加孔隙率,提高渗透通量。这是今后发展的主要方向。
4)开发新材料。目前,已经商品化的陶瓷膜材质主要有Al2O3膜、TiO2膜、SiO2膜和ZrO2膜等。它们的不足之处主要是成本高,限制了其在更广泛领域的应用。所以,有必要开发一种新型材料,在保证一定的机械强度和膜通量的前提下,能够大大减化制备陶瓷膜的工艺步骤和减少成本。
5)集成处理技术的开发。在某些场合采用的单一的无机膜技术处理废水很难达到满意的结果,而将无机膜与其他技术的集成,则可以达到降低成本,提高处理效率的目的。无机膜与其他技术的集成处理技术将是今后的重要发展方向。
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