国内多孔陶瓷和陶瓷膜材料的发展

中国最早的多孔陶瓷材料研究始于20世纪70年代初。山东工业陶瓷研究设计院先后采用热铸工艺开发出石英，刚玉，铝土等多孔陶瓷产品。该材料具有10至200μm的可控孔径和25％至40％的孔隙率。它具有良好的耐酸性和耐碱性。该产品主要由管状产品制成，主要用于一些气体过滤和液体过滤。 20世纪90年代，该研究所采用涂层技术开发出具有孔隙梯度结构的陶瓷微滤膜过滤材料。陶瓷微滤膜材料通过喷涂，浸渍和烧结技术涂覆在材料的外表面或内表面上，在基础上涂覆孔径为0.5-30μm，厚度为100-300μm的均匀氧化铝。原始刚玉多孔陶瓷材料。一种膜过滤层，其中刚玉多孔陶瓷材料具有高机械强度，大孔径（60至150μm）和作为膜支撑体的小过滤阻力。与传统的多孔管陶瓷材料相比，具有孔隙梯度结构的陶瓷膜材料具有过滤精度高，过滤阻力小，清洗和再生效果好等优点，实现了传统多孔陶瓷材料技术的升级。 。 20世纪90年代末，随着国外陶瓷超滤膜和纳滤膜技术的发展，国内相关单位也开始研究和开发用于错流过滤的多通道陶瓷材料。其中，南京工业大学的研究团队完成了多通道陶瓷微滤膜，超滤膜和纳滤膜的研发。多通道陶瓷膜材料主要由高纯度氧化铝（或刚玉砂）制成，首先采用挤压成型工艺制备孔径为3~5μm的多通道（包括单通道，7通道） ，19频道，37频道等）。管状陶瓷膜支撑体，然后通过颗粒烧结工艺或溶胶 - 凝胶工艺在支撑通道的内表面上制备一个或多个膜过滤层，膜层的孔径范围为0.8μm至几纳米，而膜材料主要有氧化铝，氧化钛，氧化锆或复合材料。特殊的通道结构设计，光滑的膜表面，以及更高的产品进一步拓宽了应用范围。目前，国内多通道陶瓷膜材料的研究开发和应用已达到较高水平，在膜材料制备，抗污染性能研究，膜材料改性和复合技术以及应用开发方面取得了很大进展。通道陶瓷膜材料在国内陶瓷膜材料领域占有很大比例。自21世纪初以来，随着国家节能减排政策的实施，高温气体净化技术需要先进的膜过滤材料，高温陶瓷膜材料具有耐高温，耐高压，过滤效率高，适用范围广，引起了国内的关注。山东工业陶瓷研究设计院多年来一直从事陶瓷膜材料的研究和开发。自20世纪90年代末以来，开展了高温陶瓷膜材料的研究和开发。通过热铸工艺，挤压成型工艺和等静压工艺完成了刚玉，堇青石，SiC陶瓷和陶瓷纤维复合膜材料的研究开发。其中，多孔堇青石陶瓷材料用作载体，具有莫来石 - 硅酸铝纤维作为复合膜过滤层的堇青石基陶瓷纤维复合膜材料具有比其它多孔陶瓷材料更高的孔隙率和更低的过滤阻力。它具有体积密度小和耐高温性优良的优点。一世t可用于净化700°C以下的各种高温气体（烟雾）。过滤精度小于1um，过滤阻力小于2000Pa，净化后杂质浓度一般小于10mg / N·m3。该产品可广泛应用于冶炼，建材，焚烧炉等高温烟尘净化领域。另一种高温陶瓷膜过滤材料是碳化硅基陶瓷纤维复合膜材料，首先采用高温冷等静压成型近净成型工艺制备，并制备多晶莫来石陶瓷膜支撑体。多晶莫来石短切纤维，刚玉砂等用作原料。通过喷涂和烧结工艺在多支撑体的表面上形成均匀的陶瓷纤维复合分离膜层。膜层的孔径可以控制在5-20μm，厚度为100-200μm。通过支撑层和膜分离层的不同孔结构设计，可以得到具有不同力学性能和不同微孔性能的高温膜分离材料。高温碳化硅基纤维复合膜过滤材料最高温度可达900℃，工作压力可达数百兆帕，过滤精度为0.2微米，气体杂质浓度为5毫克/牛·米3过滤后或更少。该产品可广泛应用于各种高温高压气体净化，如煤化工高温粗气净化，多晶硅高温合成气净化，有机硅和石油化工等行业。陶瓷过滤器陶瓷膜陶瓷膜过滤器