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碳化硅陶瓷膜技术实现产业化

关键词 碳化硅 , 碳化硅陶瓷|2019-01-31 09:59:13|来源 中国化工报
摘要 “我们建设的年产各型陶瓷膜产品2万平方米的生产线已达产,二期将继续建设一条4万平方米/年的生产线,力争将湖北迪洁膜科技有限责任公司建设成为全球最大的碳化硅陶瓷膜研发和生产基地。”在...

  “我们建设的年产各型陶瓷膜产品2万平方米的生产线已达产,二期将继续建设一条4万平方米/年的生产线,力争将湖北迪洁膜科技有限责任公司建设成为全球最大的碳化硅陶瓷膜研发和生产基地。”在上周举行的高性能碳化硅陶瓷膜制备成套技术与产业化项目科技成果评价会上,武汉工程大学和迪洁公司共同完成的这一项目实现了碳化硅陶瓷膜技术的产业化。

  项目组发明了基于反应烧结结合重结晶烧结的复合制备方法,研制了孔隙率高、孔径分布窄和连通性好的高强度多通道纯碳化硅陶瓷支撑体,同时开发出新的涂覆集成技术;成功研制出超滤/微滤系列非对称多通道碳化硅陶瓷膜,并建成了成品率高达85%的示范线,产品已经广泛应用于化工、石油和食品等行业强酸、强碱和油水等苛刻环境的膜分离装备,产生了显著的经济和社会效益。

  由中国工程院院士陈芬儿教授领衔的评定专家组认为,该项目科技成果成熟度9级、科技成果创新度4级,均达到最高级别,技术先进度6级(最高7级),项目整体技术和产品性能达到国际先进水平。

  据碳化硅陶瓷膜团队首席教授、湖北省环境材料与膜技术工程技术研究中心主任徐慢介绍,用碳化硅材料制备的碳化硅陶瓷膜具有强度高、热震稳定性好、通量大、运行成本低、使用寿命长等综合优势,是面向未来的新一代陶瓷膜材料。但碳化硅陶瓷膜的制备工艺复杂、技术难度大,且烧成机理有别于一般的氧化物陶瓷,目前仅有美国、丹麦、法国等国家的公司能够生产,国内所用碳化硅质膜材全部依赖进口,且价格高昂。

  与其他主流陶瓷膜产品以及有机膜产品相比,武汉工程大学等开发的碳化硅膜可在强酸强碱(pH值0~14)、高温(800℃)等传统膜分离材料无法胜任的苛刻环境下长久使用,产品的通量、开孔率(45%)、强度等关键指标均达到国际先进水平。项目组已经指导迪洁公司建设了国内首条拥有完全自主知识产权的年产各型陶瓷膜产品2万平方米的生产线,二期将继续建设一条4万平方米的生产线。

  据了解,陶瓷膜是以陶瓷材料为介质制成的具有分离功能的无机分离膜,本质上是一种开孔孔隙率较高的多孔陶瓷,具有管式、板式等多种结构形式。陶瓷膜材料主要有氧化铝质、钛酸铝质、堇青石质、氧化锆质、碳化硅质等,市场常见产品以氧化铝材质为主。但氧化铝质陶瓷膜抗热震性差,堇青石质陶瓷膜高温不耐腐蚀,钛酸铝陶瓷膜强度低且高温易分解,氧化锆质陶瓷膜容易失稳开裂,这些缺陷限制了氧化物材质陶瓷膜在高温、强酸、强碱等严苛条件下的推广使用。

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