陶瓷膜---一种前景广阔的新材料
陶瓷膜---一种前景广阔的新材料
1 陶瓷膜技术发展概况
陶瓷膜也称 CT 膜，是固态膜的一种，最早由日本的大日本印刷公司和东洋油墨公司在1996
年开发引入市场。陶瓷膜主要是 A12O3，Zr02，Ti02 和Si02 等无机材料制备的多孔膜，其孔
径为 2－50mm。具有化学稳定性好，能耐酸、耐碱、耐有机溶剂:机械强度大，可反向冲洗:抗
微生物能力强:耐高温:孔径分布窄，分离效率高等特点，在食品工业、生物工程、环境工程、
化学工业、石油化工、治金工业等领域得到了广泛的应用，其市场销售额以 35%的年增长率发
展着。陶瓷膜与同类的塑料制品相比，造价昂贵，但又具有许多优点，它坚硬、承受力强、耐
用、不易阻寨，对具有化学侵害性液体和高温清洁液有更强的抵抗能力，其主要缺点就是价格
昂贵目_ 制造过程复杂。
2004 年7月，北美陶瓷技术公司顺利完成了其价值超过 500 万美元的新型双磨盘研磨机的组
装，该设备在制备超薄陶瓷膜的生产技术上首屈一指，这同时也使得公司在制备超平、超完整
陶瓷膜上的技术大大提升。我国南京工业大学完成了低温烧结多通道多孔陶瓷膜，该项目的研
究对于提高我国陶瓷膜的质量、降低成本具有重要意义。多孔陶瓷膜由于具有优异的耐高温、
耐溶剂、耐酸碱性能和机械强度高、容易再生等优点:在食品、生物、化工、能源和环保领域
应用广泛。但目前在其应用中存在两大难题:一是多孔陶瓷膜的高成本，尤其是支撑体材料的
成本高:二是有限的陶瓷品种与纷繁复杂的现状存在着矛后。目前商品化的陶瓷膜只有有限的
几种规格，这就对特定孔结构的陶瓷膜制备提出了更高的要求。该课题组主要对以氧化铝和特
种烧结促进剂为起始原料，在 1400℃的烧成温度下制备出的支撑体进行了系统和深入的研究，
得到渗透性能、机械性能及耐腐性能统一的支撑体。他们还以原料性质预测支撑体的孔结构为
目标，以支撑体的制备过程和微观结构为基础，建立了原料性质与支撑体孔隙率、孔径分布之
间的计算方法，为特定孔结构支撑体的定量制备提供了理论依据。
目前，己商品化的多孔陶瓷膜的构形主要有平板、管式和多通道 3种。平板膜主要用于小规
模的工业生产和实验室研究。管式膜组合起米形成类似于列管换热器的形式，可增大膜装填而
积，但由于其强度问题，己逐步退出工业应用。规模应用的陶瓷膜，通常采用多通道构形，即
在一圆截面上分布着多个通道，一般通道数为7，19 和37。无机陶瓷膜的主要制备技术有:采
用固态粒子烧结法制备载体及微滤膜，采用溶胶－凝胶法制各超滤膜:采用分相法制备玻璃膜:
采用专门技术(如化学气相沉积、无电镀等)制备微孔膜或致密膜。其基本理论涉及材料学科的
胶体与表面化学、材料化学、固态离子学、材料加工等。
从发展趋势米看，陶瓷膜制备技术的发展主要在以下 2方面:一是在多孔膜研究方而，进一步
完善己商品化的无机超滤和微滤膜，发展具有分子筛分功能的纳滤膜、气体分离膜和渗透汽化
膜:二是在致密膜研究中，超薄金属及其合金膜及具有离子混合传导能力的固体电解质膜是研
究的热点。己经商品化的多孔膜主要是超滤和微滤膜，其制备方法以粒子烧结法和溶胶－凝胶
法为主。前者主要用于制各微孔滤膜，应用广泛的商品化 A1203 膜即是由粒子烧结法制备的。
2 陶瓷膜的广泛应用
2.1 提纯用陶瓷过滤膜
2004 年8月，由北京迈胜普技术有限公司与山东鲁抗医药有限公司研制的陶瓷膜过滤系统用
于某种抗生素的分离提纯获得成功，这不仅优化了此种抗生素的生产工艺，而目使抗生素收率
提高 15%，这是我国首次将陶瓷膜技术运用于抗生素生产。抗生素的分离提纯，必须经过对发
酵液的过滤和对滤出的药液进行树脂交换。目前，许多抗生素生产企业对氨基糖苷类抗生素发
酵液的分离提纯均采用真空转鼓过滤器，这种工艺需先将发酵液酸化调至一定的 pH 值，然后
用敷设助滤剂层的真空转鼓过滤器进行预过滤，再用板框进行复滤及树脂交换。采用这种工艺
不仅过程繁琐，而目有效成分收率低，仅过滤和树脂交换过程的收率损失达 30% “。而运用迈
” “ ”胜普 与鲁抗共同研制的陶瓷膜过滤系统分离提纯某种抗生素，却能使有效成分在过滤过程
的收失损提高近5％，在树脂交换过程中的收率提高 10% 以上。
当前，西方发达国家在食品工业、石化工业、环境保护、生化制药等许多领域对膜技术的应
用越来越广泛，而用无机材料制成的过滤膜(陶瓷膜就是一种无机过滤膜)的发展前景有可能比
有机过滤膜更好。对于面临抗生素政策性降价和抗菌药限售双重压力的国内众多抗生素生产企
业而言，通过创新工艺提高产品收率和质量不失为降低成本的明智选择，而以陶瓷膜技术改进
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陶瓷膜---一种前景广阔的新材料1 陶瓷膜技术发展概况 陶瓷膜也称CT膜，是固态膜的一种，最早由日本的大日本印刷公司和东洋油墨公司在1996年开发引入市场。陶瓷膜主要是A12O3，Zr02，Ti02和Si02等无机材料制备的多孔膜，其孔径为2－50mm。具有化学稳定性好，能耐酸、耐碱、耐有机溶剂:机械强度大，可反向冲洗:抗微生物能力强:耐高温:孔径分布窄，分离效率高等特点，在食品工业、生物工程、环境工程、化学工业、石油化工、治金工业等领域得到了广泛的应用，其市场销售额以35%的年增长率发展着。陶瓷膜与同类的塑料制品相比，造价昂贵，但又具有许多优点，它坚硬、承受力强、耐用、不易阻寨，对具...
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作者：闻远设计
分类：其它行业资料
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