Kaedah penyediaan membran seramik silikon karbida
Teknologi penyediaan membran seramik silikon karbida sedia ada termasuk: kaedah menyusun zarah, kaedah pengurangan haba karbon, kaedah retak polimer dan kaedah pemendapan wap kimia.
Kaedah menyusun zarah
Kaedah susun zarah ialah kaedah pensinteran zarah pepejal. Kaedah ini diperoleh daripada kaedah penyediaan seramik berliang dan merupakan kaedah penyediaan membran seramik yang biasa. Zarah kecil didop dalam zarah besar. Ciri-ciri zarah kecil yang mudah disinter digunakan untuk menaikkan suhu untuk membentuk hubungan antara zarah besar. Keadaan yang ideal ialah leher zarah besar terikat, meninggalkan sejumlah besar lubang tembus, sambil mengekalkan sifat mekanikal yang baik.
Apabila menggunakan kaedah menyusun zarah untuk membuat membran silikon karbida, kaedah mencelup buburan sering digunakan untuk menjana lapisan membran dengan tindakan kapilari. Selepas menyediakan buburan penggantungan yang stabil, buburan itu bersentuhan dengan permukaan badan sokongan, medium mengalir ke dalam badan sokongan, dan bahan mentah yang tersebar dalam medium tertumpu dan terkumpul di permukaan badan sokongan untuk membentuk zarah lapisan, yang kemudiannya dikeringkan dan dibakar untuk membentuk produk siap. Oleh kerana kaedah ini mudah dikendalikan dan memerlukan peralatan yang rendah, ia sering digunakan dalam pengeluaran membran seramik silikon karbida komersial.
Kaedah pensinteran tindak balas pengurangan haba karbon
Pensinteran tindak balas pengurangan haba karbon terutamanya menggunakan jumlah sumber silikon dan karbon yang sesuai sebagai bahan mentah untuk dicampur sama rata, menyalutnya secara sama rata pada sokongan, dan kemudian melakukan tindak balas pengurangan haba karbon di bawah atmosfera argon atau perlindungan persekitaran vakum.
Sumber karbon dan sumber silikon yang digunakan dalam penyediaan membran seramik silikon karbida oleh pensinteran tindak balas pengurangan haba karbon kebanyakannya organik, dan kaedah sol-gel sering diperlukan untuk membentuk filem. Walau bagaimanapun, kaedah sol-gel mempunyai kesukaran dalam keadaan pembentukan filem yang keras, kecacatan mudah, dan hasil yang rendah dalam penyediaan membran silikon karbida, jadi terdapat beberapa aplikasi khusus.
Pensinteran tindak balas pengurangan haba karbon mempunyai pelbagai bahan mentah dan suhu tindak balas yang rendah. Sekiranya keadaan yang teruk dan hasil yang rendah dalam peringkat pembentukan lapisan filem dapat diselesaikan, ia berpotensi untuk bersaing dengan kaedah pengumpulan zarah dalam pengeluaran industri membran seramik silikon karbida.
Kaedah keretakan polimer
Kaedah keretakan polimer menggunakan prekursor seramik untuk melarutkan atau mencairkannya dan menyalutnya pada sokongan, dan kemudian retak pada suhu tinggi untuk membentuk seramik bukan organik. Ia adalah kaedah penyediaan biasa untuk seramik bukan organik bukan oksida di luar negara.
Kaedah retak polimer untuk menyediakan membran silikon karbida mempunyai kelebihan pembentukan membran yang mudah, ketebalan yang boleh dikawal, proses mudah, suhu pemanasan yang lebih rendah (kira-kira 1000 darjah) berbanding dengan kaedah pengumpulan zarah, tetapi kos bahan mentah agak tinggi.
Kaedah pemendapan wap kimia
Lapisan membran yang disediakan oleh kaedah pemendapan wap kimia mempunyai kawalan yang kuat, ketumpatan tinggi dan saiz liang kecil, tetapi kosnya tinggi, prosesnya rumit, fluks sedikit tidak mencukupi, dan membran seramik silikon karbida yang disediakan oleh kaedah pemendapan wap kimia adalah kini kebanyakannya digunakan dalam industri semikonduktor dan pemisahan fasa gas, dan aplikasi ke arah lain memerlukan pembangunan selanjutnya.
Penggunaan teknologi pemisahan membran seramik silikon karbida
Pemisahan minyak-air
Teknologi pemisahan membran seramik SiC paling banyak digunakan dalam pemisahan minyak-air, yang melibatkan jenis air yang mengandungi minyak termasuk pembersihan pemprosesan industri air sisa berminyak, air sisa berminyak lambung kapal, air sisa berminyak dalam industri petroleum dan industri pemprosesan haba bahan api pepejal, dan lain-lain. saiz liang berbeza membran seramik SiC (biasanya 0.01~10μm), jenis pencemaran minyak yang dirawatnya boleh termasuk minyak terapung, minyak emulsi dan juga minyak terlarut. Berbanding dengan teknologi semasa yang digunakan untuk merawat air sisa penerokaan minyak dan gas, teknologi pemisahan membran seramik SiC bukan sahaja menjadikan sistem pengasingan keseluruhan lebih padat, tetapi juga mengurangkan penggunaan bahan kimia.
Pembersihan air
Membran ultraturasan seramik SiC juga boleh digunakan untuk membersihkan kualiti air dan mengasingkan bahan terampai, bakteria dan kekotoran lain dalam air kerana kestabilan struktur dan selektiviti yang tinggi. Secara amnya, ketepatan penapisan membran seramik SiC ialah penapisan mikro dan ultraturasan. Dalam proses rawatan air, ia secara amnya dikonfigurasikan sebagai proses rawatan halus menengah atau tertiari, yang boleh memisahkan bahan terampai, zarah pepejal kecil, bakteria, dll. dalam kumbahan dengan berkesan, supaya kualiti air air yang dihasilkan memenuhi negara saya. piawaian pelepasan air sisa. Penyelidikan mengenai teknologi pemisahan membran seramik SiC dalam penulenan air perlu diperdalam, dan kawasan aplikasi yang boleh dikembangkan juga perlu diterokai dengan lebih lanjut.
Penyingkiran dan penulenan habuk gas
Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, penyelidikan aplikasi membran seramik SiC dalam penyingkiran dan penulenan habuk gas juga telah muncul secara berterusan, dan membran seramik SiC dijangka membuat pencapaian hebat dalam bidang pemisahan gas.
Penyingkiran dan penulenan habuk gas adalah bidang teknologi pembangunan dan inovasi jangka panjang. Teknologi pemisahan membran seramik SiC telah menambah teknologi terpakai baharu, dan penyelidikan berkaitan juga telah menunjukkan keupayaan unik penyingkiran habuk gas dan penulenan membran seramik SiC. Walau bagaimanapun, kerja penyelidikan semasa masih jauh dari mencukupi dan masih terdapat banyak masalah yang perlu diterokai dan diselesaikan, seperti kestabilan fizikal dan kimia membran seramik Si0 dalam persekitaran gas suhu tinggi, membran terdedah kepada pencemaran dan kesan pembersihan yang lemah, dan penggunaan tenaga yang tinggi.
Kesimpulan
Dengan peningkatan perhatian yang diberikan kepada perlindungan alam sekitar di dalam dan luar negara, negara mempunyai keperluan yang semakin mendesak untuk sokongan untuk teknologi penapisan dan pengasingan berprestasi tinggi, mewujudkan peluang untuk pembangunan dan aplikasi teknologi pemisahan membran seramik SiC. Pada masa hadapan, sejumlah besar sumber masih perlu dilaburkan untuk menyelesaikan masalah seperti teknologi pengeluaran dan penyediaan membran yang tidak matang dan penyelidikan aplikasi yang tidak sempurna, supaya teknologi pemisahan membran seramik SiC benar-benar boleh digunakan dan memberi manfaat kepada rakyat.