陶瓷膜是由孔隙率30%~50%、孔径50nm~15μm的陶瓷载体,采用溶胶-凝胶法或其它工艺制作而成的非对称复合膜。用于分离的陶瓷膜的结构通常为三明治式的:支撑层、过渡层、膜层。其中支撑层的孔径一般为1~20μm,孔隙率为30%~65%,其作用是增加膜的机械强度。
因开发时期较晚且成本高昂,无机分离膜领域所占的市场份额还比较小,1997年美国无机膜市场销售额为1亿美元,其中陶瓷膜占80%左右,仅占膜市场的9%。另据估计,2004年世界陶瓷膜的市场销售额约超过100亿美元,无机膜的市场占有率占12%。由于陶瓷膜在精密过滤分离中的成功应用,其市场销售额以30%的年增长率发展。
未来陶瓷膜领域的发展趋势将集中在以下方面:
进一步提高陶瓷膜材料的分离精度及其分离稳定性,使其在液体分离领域实现纳滤级别的连续运行,在气体分离领域实现多组分气体的分离
研制具有大孔径及高孔隙率的耐高温陶瓷分离膜材料,使其在资源的利用及环境保护等领域实现高温气固分离过程的长期稳定运行
实现陶瓷膜表面性质的调控,通过改变其表面亲疏水性及荷电性、生物兼容性等以拓展陶瓷膜的应用领域;
实现陶瓷膜的低成本化生产,结合构建面向应用过程的膜材料设计与制备方法,解决陶瓷膜推广应用的瓶颈问题;
研制耐强酸强碱等苛刻体系的膜材料,提高膜材料分离性能的稳定性,拓展其在过程工业的应用范围。
超滤膜过滤设备和反渗透是膜分离技术的主要部分。膜分离技术是近代发展起来的一项高新技术,该技术目前已在我国许多领域得到应用。超滤膜过滤设备和反渗透是在压力驱动下于膜界面实现物质分离的过程。
超滤膜过滤设备可以截留乳清废水中的大分子物质,如大豆乳清蛋白及非蛋白聚合物。反渗透可以截留大豆低聚糖和绝大部分盐类。采用超滤手段预先将乳清中的蛋白除去,再用反渗透技术提取低聚糖,这种工艺会使膜的污染机会加大,造成膜通量降低,其操作性较差。
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