無機陶瓷膜經過多年的發展,在眾多領域獲得了廣泛的應用,成為膜領域發展最為迅速、也是最有發展前景的品種之一。
回顧無機膜迅速發展的20多年,無機陶瓷膜的研究主要包括膜的制備、分離膜的應用以及膜催化等方面,其中液相過濾分離是無機膜主要的工業化應用領域。但是分離膜的應用領域拓展遠未達到預期的要求,主要是因為其發展面臨著以下幾個問題。
一是膜應用成本過高,導致很多應用過程從技術上是完全可行的,但經濟不占優勢,限制了這一新技術的推廣應用;二是有限的膜品種與復雜的應用過程的匹配問題,導致膜污染嚴重,單位膜面積的處理能力有限;第三應用體系的復雜性和處理要求的苛刻性,導致單一膜過程難以達到要求,也限制了其進一步的推廣應用。因此降低成本、提高技術水平已成為促進陶瓷膜發展的重要課題。
面向應用體系的陶瓷膜過程設計主要包括膜微觀結構、膜材料性質、過程操作參數等的優化設計。
無機陶膜的分離性能與其結構、材料性質是密切相關的。多孔陶瓷膜的結構參數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;膜材料性質包括膜的化學穩定性、熱穩定性、表面性質及機械強度等,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;操作參數主要包括膜面流速、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。