1.用於微濾、超濾和納濾的多孔超薄陶瓷和聚合陶瓷薄膜陶瓷無機膜的發展始於20世紀美國科學家首次利用多孔陶瓷膜分離具有強腐蝕性的UF 6同位素。由於由SiO2、al2o 3、MgO、ZrO2、TiC和UC等無機矽酸鹽材料制成的無機薄膜具有高分子有機薄膜不可比擬的優點,20世紀以來,無機陶瓷膜的開發和應用得到了進壹步發展。除了核工業、航空航天、食品工業、化工、生物等傳統行業外,它們在環境領域的應用和發展受到了世界各國的關註。
德國銀萊精密陶瓷有限公司開發了世界領先的微濾(1?m至30nm)、超濾(30nm至3nm)、納濾(3nm至0.9nm),並開發了多種規格和用途的成套分離過濾裝置,如放射性廢水三級陶瓷膜過濾凈化處理裝置。用於微濾、超濾和納濾的多孔陶瓷膜是用於物質分離和能量傳遞的中間介質膜。根據實際需要將膜制成所需的孔徑(微米、亞微米、納米微孔),所有膜都有規定的截止過濾值,如超濾(用於乳膠等懸濁液的清洗、消毒、滅菌和其他化學物質的凈化)和納濾(用於微生物和細胞的生物陶瓷載體的固化,固化後的生物膜用於生產等。其中,我們的0.9nm孔徑納濾膜是目前世界上已知最小的納濾陶瓷膜,截止過濾值小至450g/mol。如果截止過濾值定義為
多孔陶瓷載體是上述三種陶瓷過濾膜的基礎,決定了過濾組件的形狀和陶瓷膜的面積。我公司開發的過濾模塊可在高達450°C的溫度和60 bar的大氣壓下正常工作,並可在高溫下用各種酸堿溶液或蒸汽清洗。這些陶瓷載體通過不同的生產工藝制成平板、毛細管、單孔通道、多孔管等。平板載體的厚度為65438±0mm,必要時可通過陶瓷粘接技術將多個圓盤狀的層粘接在壹起。毛細管陶瓷載體的直徑可以小到1.1 mm,多孔管道陶瓷載體的尺寸各不相同(22通道載體的標準尺寸為101mm,厚度6mm,通道直徑3mm)。載體的具體形狀和尺寸取決於陶瓷膜的面積和分離過濾的目的,它與不銹鋼套筒配合使用。
在薄膜中分離出壹層或幾層多孔陶瓷體,通過特殊工藝將薄膜塗覆在粗糙的多孔陶瓷基體上。陶瓷基體可以是各種形狀的平面或管道,其制備可根據分離要求采用溶膠-凝膠法、發泡法、有機泡沫浸漬法、添加造孔劑法。由於大小、擴散系數或溶解度的不同,分離膜兩側的物質顆粒受到壹定的力差、濃度差、電位差或化學勢差的驅動。傳質速率的差異會導致選擇性滲透,從而導致混合物的分離。
我司擁有世界上所有已知的納米陶瓷塗層技術,包括溶膠塗層技術。也可以使用常規的塗覆技術,例如浸塗、噴塗和旋塗來制造溶膠膜,然後可以通過燒制或固化將該溶膠膜轉變成陶瓷膜。各種塗層技術適用於不同的產品。高含水量的溶膠塗覆技術生成所謂的膠體溶液,其離散顆粒在表面荷質比的影響下非常穩定。當溶膠層在400 ℃- 600℃下焙燒時,可以形成TiO _ 2、ZrO _ 2和γ-al2o _ 3等間隙多孔膜,非常適合超濾應用。通過受控水解產生具有遊離羥基的低聚物聚合溶液。這種生成過程可以通過加入壹定量的水或加入壹些絡合劑來抑制水的分解來實現。羥基通過縮聚在200 ℃- 500℃固化,形成陶瓷微孔網絡系統。因此,可以制備適用於納濾和納米尺度氣體分離的TiO _ 2、ZrO _ 2、Al _ 2O _ 3和SiO _ 2非晶微孔陶瓷膜。
我公司研發的納濾膜不同於微濾和超濾膜,其特點是顆粒間的孔結構。它是壹種無單個顆粒的無定形無組織微孔結構,采用聚合溶膠技術包覆。研制的陶瓷膜是根據待過濾分離物質大小的具體需要,專門制成所需孔徑和孔數的,所以每種膜根據不同用途都有壹個確定的截止過濾值,即在制備時可以根據不同用途調整這種陶瓷膜的孔徑和孔數。另外,陶瓷薄膜技術是基於物理原理,不需要化學藥品的輔助,沒有二次汙染,效率高,能耗低,操作簡單。化學穩定性優異,耐腐蝕,耐高溫,結構造型穩定,機械強度高,能承受高速顆粒粉塵的沖擊,可應用於高壓、高溫、腐蝕環境,有利於改善循環,能有效對陶瓷膜進行酸堿、高壓反沖和高溫蒸汽清洗。使用我們的陶瓷膜進行液氣分離的成套工業應用設備已成功應用於許多實際工業領域,包括核工業、航空航天、食品工業、醫藥、環保等。,包括放射性廢水凈化、抑制蛋白質結合的高分子膜和陶瓷膜超濾凈化、含重金屬和有機物廢水凈化的陶瓷膜生物反應器、軋制乳化液凈化的陶瓷膜超濾凈化裝置、玻璃纖維生產中產生的廢水兩級膜過濾凈化裝置等。
陶瓷膜在環境保護中的過濾和分離方面有著廣泛的應用。當紡織或印染廠的有色廢水經陶瓷膜凈化過濾後,不僅能去除各種有害化學物質,還能分離回收溶解在水中的化學調色劑分子並再次循環利用。薄膜陶瓷還可以通過將可溶性金屬離子轉化為不溶性金屬碳酸鹽來減少工業廢水中的重金屬。當膜上的金屬碳酸鹽積累到壹定量時,經過洗滌,再由另壹個過濾器回收,經濟效益明顯。
由於納米孔陶瓷膜的發展和應用,使得用無機陶瓷膜處理含有低分子有機汙染物、重金屬離子和表面活性劑的廢水成為可能。因此,薄膜陶瓷不僅在凈化生活用水、處理工業用水和廢水方面,而且在冶金、化工、食品、醫藥和生物技術等領域都有極好的市場應用前景。銀萊精密陶瓷有限公司陶瓷溶膠塗層及各種溶膠、納米復合膜的生產完全在公司超凈車間進行(等級10/100±5%;室溫:65438±0℃)。不僅研發生產各種膜,還研發設計適合客戶特定產品的陶瓷膜以及過濾分離系統的集成。
2.我公司開發的陶瓷催化劑陶瓷催化或催化技術和產品已越來越廣泛地應用於工業廢氣和廢水的凈化和處理。催化劑的化學組成和設計根據具體的實際應用而變化,其幾何形狀和形狀可以變化,如蜂窩陶瓷、顆粒陶瓷、球形陶瓷、多孔或單孔管道陶瓷等。典型的陶瓷材料有堇青石、莫來石、滑石、高鋁、碳化矽、氧化鈦、氧化鋯、剛玉、沸石、復合陶瓷等。應用範圍從簡單的氣焊炬、汽車尾氣處理和大型柴油發電機的尾氣凈化,到工業尾氣處理、熱交換和儲熱的大型蜂窩陶瓷。例如:
分解壹氧化二氮的陶瓷催化劑在硝酸的生產中,使用特殊的陶瓷接觸介質可以將壹氧化二氮完全分解,分解成相應的元素而不產生NO X,主產物錒(NO)也不會受到影響。
烴類氧化的陶瓷催化劑鈣鈦氧化材料制成的陶瓷接觸介質可以氧化烴類,其催化性能遠優於貴金屬催化劑,特別是在耐高溫、耐腐蝕、抗毒性和低成本經濟性方面。
氧化鹵代烴的陶瓷催化劑在過渡金屬氧化物混合物基礎上發展起來的陶瓷催化劑可以分解鹵代烴,其活性、選擇性和使用壽命都遠遠優於常規催化劑。
用於汽車尾氣處理的陶瓷催化轉化器為了控制汽車尾氣汙染,減少壹氧化碳、黑煙等有毒氣體的排放,從20世紀70年代末開始在汽車上使用催化轉化器。在過去幾十年的技術發展中,汽車制造商使用了許多不同的方法來減少排放汙染,如排氣循環、油箱油氣回收和發動機電控系統,但催化轉化器壹直是減少有害廢氣排放的最有效方法。在催化轉化器的化學反應中,貴金屬原子產生各種過渡反應,降低了整個反應的活化能,從而提高了廢氣轉化為壹般無害氣體的反應概率,而催化劑本身在化學反應後仍保持原狀,這是催化轉化器與傳統排煙過濾器的最大區別。催化轉化器不僅使用壽命好,而且避免了長期使用後堵塞的可能。
大多數現代催化轉化器由兩部分組成:還原蜂窩陶瓷和氧化蜂窩陶瓷。當廢氣通過還原性蜂窩陶瓷時,氮氧化物首先分解為氮氣和氧氣。當廢氣進壹步通過氧化的蜂窩陶瓷時,壹氧化碳和碳氫化合物被進壹步氧化成二氧化碳和水。此時前壹階段產生的氧氣對這種氧化反應也是有幫助的,特別是對於高壓縮比的發動機,由於排放的氮氧化物濃度高,還原反應產生的氧氣濃度也有明顯的提高。