技術(shù)優(yōu)享丨陶瓷膜的原理及應(yīng)用

陶瓷膜的研究始于20世紀(jì)40年代，其發(fā)展可分為3個(gè)階段:用于鈾的同位素分離的核工業(yè)時(shí)期，以無機(jī)微濾膜和超濾膜為主的液分離時(shí)期，以及以膜催化反應(yīng)為核心的全面發(fā)展的時(shí)期。20世紀(jì)80年代初期成功地在法國(guó)的奶業(yè)和飲料(葡萄酒、啤酒、蘋果酒)業(yè)推廣應(yīng)用后，陶瓷膜分離技術(shù)和產(chǎn)業(yè)地位逐步確立，應(yīng)用也已拓展至食品工業(yè)、生物工程、環(huán)境工程、化學(xué)工程、石油化工、冶金工業(yè)等領(lǐng)域，成為苛刻條件下精密過濾分離的重要新技術(shù)。1998年網(wǎng)上公布的膜和膜設(shè)備生產(chǎn)廠家及經(jīng)營(yíng)公司達(dá)452家，其中金屬膜廠50家，陶瓷膜生產(chǎn)廠94家。

因開發(fā)時(shí)期較晚且成本高昂，無機(jī)分離膜領(lǐng)域所占的市場(chǎng)份額還比較小，1997年美國(guó)無機(jī)膜市場(chǎng)銷售額為1億美元，其中陶瓷膜占80%左右，僅占膜市場(chǎng)的9%。另?yè)?jù)估計(jì)，2004年世界陶瓷膜的市場(chǎng)銷售額約超過100億美元，無機(jī)膜的市場(chǎng)占有率占12%。由于陶瓷膜在精密過濾分離中的成功應(yīng)用，其市場(chǎng)銷售額以30%的年增長(zhǎng)率發(fā)展。

我國(guó)無機(jī)膜的研究始于20世紀(jì)80年代末，通過國(guó)家自然科學(xué)基金以及各部委的支持，以南京工業(yè)大學(xué)為代表的陶瓷膜研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)能在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模制備出無機(jī)微濾膜及超濾膜等，反應(yīng)用膜以及微孔膜也正在開發(fā)中。進(jìn)入90年代，原國(guó)家科委(現(xiàn)科學(xué)技術(shù)部)對(duì)無機(jī)陶瓷膜的工業(yè)化技術(shù)組織了科技攻關(guān)，推進(jìn)了陶瓷微濾膜的工業(yè)化進(jìn)程。國(guó)家"863"計(jì)劃也將"無機(jī)分離催化膜"項(xiàng)目列入其中。截至20世紀(jì)初，我國(guó)已初步實(shí)現(xiàn)了多通道陶瓷濾膜的工業(yè)化生產(chǎn)，并在相關(guān)的工業(yè)過程中獲得了成功的應(yīng)用。2002年第七屆國(guó)際無機(jī)膜大會(huì)在中國(guó)召開，標(biāo)志著我國(guó)的無機(jī)膜研究與工業(yè)化工作已進(jìn)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

經(jīng)過十多年的發(fā)展，我國(guó)的無機(jī)陶瓷膜行業(yè)已經(jīng)具備世界領(lǐng)先的技術(shù)，行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)的技術(shù)實(shí)力和產(chǎn)品品質(zhì)已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際一流的水平。行業(yè)內(nèi)企業(yè)從無到有，企業(yè)產(chǎn)值也從起初的百萬元已經(jīng)發(fā)展到數(shù)億元的規(guī)模，2010-2012年國(guó)內(nèi)無機(jī)陶瓷膜成套裝備安裝面積合計(jì)約為12萬平方米。據(jù)測(cè)算，2012年全年，我國(guó)的無機(jī)陶瓷膜及成套裝備的市場(chǎng)總量約為5~6億元人民幣規(guī)模，其中國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)的市場(chǎng)份額約為70%，已經(jīng)在生物發(fā)酵、食品飲料、化工和水處理領(lǐng)域的應(yīng)用具備一定的規(guī)模。