陶瓷膜也稱CT膜,是固態膜的一種,最早由日本的大日本印刷公司和東洋油墨公司在1996年開發引入市場。陶瓷膜主要是A12O3,Zr02,Ti02和Si02等無機材料制備的多孔膜,其孔徑為2-50mm。陶瓷膜具有化學穩定性好,能耐酸、耐堿、耐有機溶劑;機械強度大,可反向沖洗;抗微生物能力強;耐高溫;孔徑分布窄,分離效率高等特點。陶瓷膜在食品工業、生物工程、環境工程、化學工業、石油化工、治金工業等領域得到了廣泛的應用。陶瓷膜與同類的塑料制品相比具有許多優點,它堅硬、承受力強、耐用、不易阻寨,對具有化學侵害性液體和高溫清潔液有更強的抵抗能力,其主要缺點就是價格昂貴目、制造過程復雜。
但目前在其應用中存在兩大難題:
一是多孔陶瓷膜的高成本,尤其是支撐體材料的成本高;
二是有限的陶瓷品種與紛繁復雜的現狀存在著矛后。目前商品化的陶瓷膜只有有限的幾種規格,這就對特定孔結構的陶瓷膜制備提出了更高的要求。該課題組主要對以氧化鋁和特種燒結促進劑為起始原料,在1400℃的燒成溫度下制備出的支撐體進行了系統和深入的研究,得到滲透性能、機械性能及耐腐性能統一的支撐體。他們還以原料性質預測支撐體的孔結構為目標,以支撐體的制備過程和微觀結構為基礎,建立了原料性質與支撐體孔隙率、孔徑分布之間的計算方法,為特定孔結構支撐體的定量制備提供了理論依據。
無機陶瓷膜的主要制備技術有:采用固態粒子燒結法制備載體及微濾膜,采用溶膠-凝膠法制各超濾膜:采用分相法制備玻璃膜:采用專門技術(如化學氣相沉積、無電鍍等)制備微孔陶瓷膜或致密膜。其基本理論涉及材料學科的膠體與表面化學、材料化學、固態離子學、材料加工等。
從發展趨勢來看,陶瓷膜制備技術的發展主要在以下兩方面:
一是在多孔陶瓷膜研究方而,進一步完善己商品化的無機超濾和微濾陶瓷膜,發展具有分子篩分功能的納濾膜、氣體分離膜和滲透汽化膜;
二是在致密陶瓷膜的研究中,超薄金屬及其合金膜及具有離子混合傳導能力的固體電解質膜是研究的熱點。己經商品化的多孔陶瓷膜主要是超濾和微濾膜,其制備方法以粒子燒結法和溶膠-凝膠法為主。前者主要用于制各微孔陶瓷膜,應用廣泛的商品化A1203膜即是由粒子燒結法制備的。