Mètode de preparació de la membrana ceràmica de carbur de silici
Les tecnologies de preparació existents de la membrana ceràmica de carbur de silici inclouen: mètode d'apilament de partícules, mètode de reducció tèrmica de carboni, mètode de craqueig de polímers i mètode de deposició de vapor químic.
Mètode d'apilament de partícules
El mètode d'apilament de partícules és un mètode de sinterització de partícules sòlides. Aquest mètode es deriva del mètode de preparació de ceràmica porosa i és un mètode comú de preparació de membrana ceràmica. Les partícules petites es dopen en partícules grans. Les característiques de les partícules petites que són fàcils de sinteritzar s'utilitzen per augmentar la temperatura i formar una connexió entre partícules grans. La situació ideal és que els colls de les partícules grans estiguin units, deixant un gran nombre de forats passants, mantenint unes bones propietats mecàniques.
Quan s'utilitza el mètode d'apilament de partícules per fer membranes de carbur de silici, el mètode d'immersió de purins s'utilitza sovint per generar la capa de membrana per acció capil·lar. Després de preparar una suspensió estable, la purín es posa en contacte amb la superfície del cos de suport, el medi flueix al cos de suport i les matèries primeres disperses al medi es concentren i s'acumulen a la superfície del cos de suport per formar una partícula. capa, que després s'asseca i es cou per formar un producte acabat. Com que aquest mètode és fàcil d'utilitzar i requereix un equip baix, sovint s'utilitza en la producció de membranes ceràmiques comercials de carbur de silici.
Mètode de sinterització de reacció de reducció tèrmica de carboni
La sinterització de reacció de reducció tèrmica de carboni utilitza principalment una quantitat adequada de font de silici i carboni com a matèries primeres per barrejar-les uniformement, recobrir-les uniformement sobre el suport i, a continuació, realitzar una reacció de reducció tèrmica de carboni sota atmosfera d'argó o protecció del medi ambient al buit.
La font de carboni i la font de silici utilitzades en la preparació de membranes ceràmiques de carbur de silici mitjançant la sinterització de reacció de reducció tèrmica de carboni són majoritàriament orgàniques i sovint es requereix el mètode sol-gel per formar una pel·lícula. Tanmateix, el mètode sol-gel té les dificultats de condicions dures de formació de pel·lícules, defectes fàcils i baix rendiment en la preparació de membranes de carbur de silici, de manera que hi ha poques aplicacions específiques.
La sinterització de reacció de reducció tèrmica de carboni té una varietat de matèries primeres i una temperatura de reacció baixa. Si es poden resoldre les dures condicions i el baix rendiment en l'etapa de formació de la capa de pel·lícula, té el potencial de competir amb el mètode d'acumulació de partícules en la producció industrial de membranes ceràmiques de carbur de silici.
Mètode de craqueig de polímers
El mètode de cracking del polímer utilitza un precursor ceràmic per dissoldre'l o fondre'l i recobrir-lo al suport, i després el trenca a alta temperatura per formar una ceràmica inorgànica. És un mètode comú de preparació de ceràmiques inorgàniques sense òxid a l'estranger.
El mètode de trencament de polímers per a la preparació de membranes de carbur de silici té els avantatges de la formació de membranes convenient, el gruix controlable, el procés senzill, la temperatura d'escalfament més baixa (uns 1000 graus) en comparació amb el mètode d'acumulació de partícules, però el cost de les matèries primeres és relativament alt.
Mètode de deposició de vapor químic
La capa de membrana preparada pel mètode de deposició de vapor químic té una forta controlabilitat, alta densitat i mida de porus petita, però el seu cost és elevat, el procés és complicat, el flux és lleugerament insuficient i les membranes ceràmiques de carbur de silici preparades pel mètode de deposició de vapor químic són actualment s'utilitza principalment a la indústria dels semiconductors i la separació de fases gasoses, i l'aplicació en altres direccions necessita un major desenvolupament.
Aplicació de la tecnologia de separació de membrana ceràmica de carbur de silici
Separació oli-aigua
La tecnologia de separació de membrana ceràmica SiC s'utilitza més en la separació d'aigua-oli, que inclou tipus d'aigua que contenen oli, com ara processament industrial netejant aigües residuals greixoses, aigües residuals olioses de sentina de vaixells, aigües residuals olioses a la indústria del petroli i la indústria de processament tèrmic de combustible sòlid, etc. les diferents mides de porus de les membranes ceràmiques de SiC (generalment 0.01~10μm), els tipus de contaminació per petroli que tracta poden incloure oli flotant, oli emulsionat i fins i tot oli dissolt. En comparació amb la tecnologia actual utilitzada per tractar les aigües residuals d'exploració de petroli i gas, la tecnologia de separació de membrana ceràmica SiC no només fa que el sistema de separació general sigui més compacte, sinó que també redueix l'ús de productes químics.
Depuració d'aigües
Les membranes d'ultrafiltració ceràmica SiC també es poden utilitzar per purificar la qualitat de l'aigua i separar la matèria en suspensió, els bacteris i altres impureses de l'aigua a causa de la seva alta estabilitat i selectivitat estructural. En general, la precisió de filtració de les membranes ceràmiques de SiC és la microfiltració i la ultrafiltració. En el procés de tractament d'aigua, generalment es configura com un procés de tractament fi secundari o fins i tot terciari, que pot separar eficaçment la matèria en suspensió, les partícules sòlides minúscules, els bacteris, etc. a les aigües residuals, de manera que la qualitat de l'aigua de l'aigua produïda compleixi amb la del meu país. normes d'abocament d'aigües residuals. La investigació sobre la tecnologia de separació de membranes ceràmiques de SiC en la purificació d'aigua s'ha d'aprofundir encara més i també s'han d'explorar les àrees d'aplicació ampliables.
Eliminació i purificació de pols de gas
En els darrers anys, la investigació sobre l'aplicació de les membranes ceràmiques de SiC en l'eliminació i purificació de pols de gas també ha sorgit contínuament, i s'espera que les membranes ceràmiques de SiC tinguin grans èxits en el camp de la separació de gasos.
L'eliminació i purificació de pols de gas és un camp tecnològic de desenvolupament i innovació a llarg termini. La tecnologia de separació de membranes ceràmiques SiC ha afegit noves tecnologies aplicables, i la investigació relacionada també ha demostrat les capacitats úniques d'eliminació de pols de gas i de purificació de les membranes ceràmiques de SiC. Tanmateix, el treball de recerca actual està lluny de ser suficient, i encara hi ha molts problemes que cal explorar i resoldre, com ara l'estabilitat física i química de les membranes ceràmiques de Si0 en entorns de gasos d'alta temperatura, les membranes són susceptibles a la contaminació i als efectes de neteja deficients i a un alt consum d'energia.
Conclusió
Amb la creixent atenció que es presta a la protecció del medi ambient a casa i a l'estranger, els països tenen necessitats cada cop més urgents de suport per a tecnologies de filtració i separació d'alt rendiment, creant oportunitats per al desenvolupament i aplicació de la tecnologia de separació de membrana ceràmica SiC. En el futur, encara caldrà invertir una gran quantitat de recursos per resoldre problemes com ara la tecnologia de producció i preparació de membranes immadures i la investigació d'aplicacions imperfectes, de manera que la tecnologia de separació de membrana ceràmica SiC es pugui aplicar realment i beneficiar la gent.