陶瓷膜在化工科技中的应用
来源：ceradir特种陶瓷资讯
一、陶瓷膜的分类
陶瓷膜作为一种以陶瓷材料为介质制成的具有分离功能的无机多孔膜，依据“筛分”原理为主，以压力差为推动力来实现液固与气固物质性分离的。
（一）按组件形态的区别可分为：
1.板材型
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2.管材型
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3.多孔道蜂窝型
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（二）按膜孔径大小的不同可分为：
微滤膜（mf：0.5~10μm）：适用于气固、液固相的分离，可以将微米或亚微米级范围内的胶体固体颗粒通过微滤膜去除干净，优点是通量大、吸附少、无介质脱落。
超滤膜（uf：0.01~0.5μm）：可用于乳制品、生物制品、果酒果汁等的分离和提纯，一般在常温下操作，目前发展较为迅速的mbr膜反应器在处理工业废水、饮食行业中得到了广泛应用。
纳滤膜（nf：0.5~10nm）：由于具有纳米尺度的膜孔径，而且膜表面通常带有电荷，所以可用于小分子、二价盐、游离酸等物质的分离。
二、陶瓷膜在化工科技中的应用举例
（1）工业废水的处理
工业废水普遍具有酸碱性、含有有机溶剂等特殊性，传统有机膜通常难以适应这样苛刻复杂的条件；而陶瓷膜因其材料的优势特点完全能在这些极端环境下长期稳定运行。例如油田采出水、石化工厂生产的废水、金属表面清洗废水及乳化液废水等含油废水，这些含油废水常规方法难以处理，需要利用陶瓷膜的亲水疏油性来有效去除工业废水中的油分。氧化铝陶瓷膜在处理乳化油废水上的除油率可以达到99%以上，若再加上微滤/纳滤两种处理工艺更可将除油率提升至99.5%以上，优越性十分显著。
我国中海油天津化工研究设计院对多孔陶瓷膜表面进行超亲水疏油改性后，形成抗污染强的功能化陶瓷超滤膜，可利用表面张力在膜表面形成动态水膜来减少颗粒污染物堵孔和表面油污染，同时有效阻止膜表面微生物的生长。这种陶瓷膜比普通陶瓷膜的抗污染性还高，化学清洗周期也是普通的三倍，有望突破当前我国海上低渗油田开发技术的瓶颈。
除了含油废水，造纸纸浆工业废水作为cod（化学需氧量）主要的污染来源，相较于传统处理方法，利用陶瓷膜超滤技术对cod和木质素进行截留过滤其截留率分别达到49.4%和90%，还能实现渗透液的直接回收再利用。
（2）碳量子点的分离与纯化
碳量子点（carbon quantum dots，cqds）是一种新型碳纳米材料，具有良好的光学特性、光电转化性、高生物和相容性以及低细胞毒性，在光电设备、离子检测、纳米传感器、生物成像和催化剂等领域具有广阔的应用前景。而确保碳量子点具有较窄的尺寸分布是保证其发光纯度的重要途径。
碳量子点纯化的方式常用的有透析、离心、电泳、层析和过滤等方式，但存在操作烦琐、分离效率低、难以实现连续化操作，而陶瓷膜分离技术恰好的能解决这些问题（目前主要该部分应用主要集中在超滤与微滤）。碳量子点料液经过超、微滤处理后，大颗粒杂质可以被膜有效的截留，碳量子点和一些小分子杂质则会一起透过膜材料。不过目前去除大颗粒杂质后，仍需要结合透析等方式对碳量子点料液中的小分子杂质进行去除。
（3）应用在环已酮肟的生产过程中
已内酰胺是合成纤维和工程塑料的重要原料。环已酮肟则是生产已内酰胺的中间体，高达90%的已内酰胺产品都是由它重排制得。目前工业上生产环已酮肟的工艺都存在中间步骤多、工艺复杂、副产品和三废多等缺点，因此对现有工艺进行改进具有重要意义。其中由钛硅-1分子筛（ts-1）催化环已酮氨肟化制环已酮肟的新工艺最引业内人士关注。这项工艺具有反应条件温和、选择性高、副产物少、能耗低、污染小的特点，已进入工业化应用阶段。但是在以钛硅-1分子筛（ts-1）为催化剂生产环已酮肟的过程中会因为催化剂颗粒小，催化剂随着产品流失的现象严重。将陶瓷膜过滤过程与环已酮肟化反应过程耦合，通过陶瓷膜来截留钛硅分子筛催化剂，组成新型的膜催化集成新工艺，不仅可以有效地解决催化剂的循环利用问题，还可以缩短工艺流程，提高过程的连续性。
（4）用于煤焦油的净化处理
煤焦油是煤在暗流和气化过程中获得的重要液体产品，包含的一些组分很难从其它原料中获取，所以煤焦油在化工原料领域中占有重要地位。但是直接提取的煤焦油含有大量有毒化合物，而作为粗燃料直接使用时产生的有毒气体会造成严重污染，因此预处理工艺在煤焦油加工过程中是不可或缺的。陶瓷膜超滤技术具有耐酸耐碱性能强、机械强度高、孔径分布均匀、耐温性好、使用寿命长等优势特点，在过滤净化煤焦油时采用无机陶瓷膜能够很好地对煤焦油中的杂质进行分离，重金属、灰分、水分去除率可达90%，对盐和氯等杂质同样具有良好的去除效果，盐的去除率达到83.59%，氯的去除率达到65.82%，煤焦油的品质能够得到大幅度提升。