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徐南平開發(fā)的陶瓷膜在化工、納米材料、中藥制備等領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)均為首創(chuàng),擁有知識(shí)產(chǎn)權(quán)。其中,專用氧化鋯陶瓷膜解決了陶瓷膜處理軋鋼乳化油廢水通量穩(wěn)定性的關(guān)鍵問題,獲得了中國(guó)膜工業(yè)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。這項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)使新工藝的綜合成本降至進(jìn)口膜裝置的1/3,并已在中國(guó)鋼鐵行業(yè)的十幾家大型企業(yè)建立了近30個(gè)工程,產(chǎn)品銷售額就過億元。
對(duì)新型陶瓷膜材料的研究,目前主要集中在2方面。人工合成陶瓷膜材料:主要有碳化硅、莫來石、堇青石、石墨烯和陶瓷纖維等。天然陶瓷膜材料:主要有天然沸石、粉煤灰、高嶺土和凹凸棒土等。人工合成陶瓷膜材料:
碳化硅具有強(qiáng)度高、導(dǎo)熱率高、耐腐蝕和防氧化等優(yōu)點(diǎn),在苛刻的條件下可以保持良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,并且價(jià)格低廉,是開發(fā)陶瓷膜材料的選擇之一。SiC陶瓷膜制備方法主要有擠出成型法和流延成型法。
擠出成型法是以SiC為骨料,制成管狀碳化硅支撐體,平均孔徑為2.43μm,孔隙率為43.4%,氣體通量達(dá)到788.2m3/m2.h.bar,抗彎強(qiáng)度達(dá)到22.8MPa。
流延成型工藝制備復(fù)合碳化硅陶瓷過濾膜,在1300℃燒結(jié)下制備出結(jié)構(gòu)均勻、表面平整、孔徑范圍在4.017~11.916μm的碳化硅陶瓷膜。
陶瓷纖維不僅具有陶瓷材料固有的耐高溫、化學(xué)穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn),還兼具了纖維材料的高孔隙率、高比表面積等優(yōu)點(diǎn),陶瓷纖維在制膜過程中,由于本身纖維形狀特點(diǎn),纖維之間雜亂無章的堆積,形成高孔隙率,總孔隙率高能夠超過70%,而以陶瓷纖維構(gòu)建的分離膜的總孔隙率高可接近陶瓷粒子分離膜的2倍,有效提高膜通量及降低滲透阻力。
研究者以二氧化鈦納米纖維為原料,采用浸漿法在氧化鋁支撐體上制備雙層TiO2膜,通過在纖維層中添加溶膠促進(jìn)纖維之間的粘結(jié),減少了缺陷孔的產(chǎn)生,在燒結(jié)溫度480℃下制得了純水通量為1000L/m2.h.bar,截留分子量為32000,膜的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)陶瓷膜。
新能源太陽能行業(yè)金剛線切割液的硅粉回收。這也是一項(xiàng)新的應(yīng)用?;厥樟斯璺?,為光伏企業(yè)帶來投資收益,同時(shí)還極大輔助解決了環(huán)保排放問題。
調(diào)味品保健酒、食品行業(yè)。如飲料行業(yè)、醬油、保健酒過濾澄清,以及骨湯澄清、濃縮等工藝應(yīng)用。陶瓷膜超濾設(shè)備可直接處理醬油、食醋等調(diào)味品生產(chǎn)的原液,取代傳統(tǒng)多步過濾過程。
總之各類物料體系、涉及到的分離、濃縮、提取等生產(chǎn)工藝中都會(huì)用到陶瓷膜工藝,已經(jīng)應(yīng)用的應(yīng)該只是一小部分,所以說陶瓷膜分離以后是大趨勢(shì),取代傳統(tǒng)!
目前成熟度微孔陶瓷膜可以做到高2nm孔徑,多用于研究院物料實(shí)驗(yàn)如精細(xì)化除雜何濃縮。而2-50nm陶瓷納濾膜技術(shù)如眾所熟知的南京博濾工業(yè)可提供5nm膜管及成套膜分離設(shè)備已達(dá)到高穩(wěn)定水平,成熟應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和植物提取領(lǐng)域。