Gledajući unatrag na razvoj industrije tijekom prošlog stoljeća, evolucija materijala keramičkih membrana nikada nije bila tehnološki trik, već prije neizbježan rezultat uzastopnog napretka. Ovaj članak prati potpunu povijest razvoja keramičkih membrana, secirajući temeljnu logiku od istraživanja višestrukih materijala, popularizacije aluminijevog oksida, implementacije domaće proizvodnje i iteracije na silicijev karbid, čime se stječe razumijevanje glavnih trendova u industriji anorganskih membrana.
I. Porijeklo iz vojne industrije: Prvo istraživanje proizašlo iz "specijalnog odvajanja" (1940-ih)
Keramička membrana nije razvijena za obradu vode, već radije za odvajanje izotopa u nuklearnoj industriji. Industrija je u to vrijeme hitno trebala nosač koji je fizički i kemijski stabilan, ne reagira s medijem, ima izuzetno male veličine pora, stabilnu strukturu i može raditi dugo vremena u teškim uvjetima. Keramička membrana upravo je ispunila ovaj zahtjev.
Slika: UF₆ (uranijev heksafluorid)
Keramičke membrane razvijene u ovoj fazi bile su samo posebni materijali korišteni u laboratorijima. Njihova kontrola veličine pora bila je gruba, a preciznost odvajanja niska, što ih je činilo potpuno neprikladnima za obradu industrijske tekuće vode. Međutim, postavili su temelje za osnovne karakteristike "stabilnost i otpornost na koroziju" u kasnijim tehnologijama keramičkih membrana.
II. Pojava aluminijevih keramičkih membrana: rješavanje problema "od 0 do 1" u industrijskoj obradi vode (1960-1990-e)
S brzim razvojem globalne industrije, eksplodirala je potražnja za tekućim bistrenjem i odvajanjem materijala u industriji hrane i pića te osnovnoj kemijskoj industriji. Tradicionalna filtracija s pločama i okvirima te filtar papir nisu dovoljno precizni i lako se kontaminiraju. Industriji je hitno potreban anorganski filtarski materijal za višekratnu upotrebu i pranje, a keramičke ultrafiltracijske membrane pojavile su se kako bi zadovoljile tu potrebu.
Nakon usporedbe s različitim anorganskim materijalima, glinica je postala optimalan izbor za civilnu industrijsku primjenu. Iako nije anorganski materijal s najboljim-učinkom, ima značajne prednosti u masovnoj proizvodnji: obilne rezerve boksita, niski troškovi materijala, zrela tehnologija sinteriranja-na niskim temperaturama, visok stupanj standardizacije gotovih proizvoda, uravnotežena fizikalno-kemijska svojstva u normalnim radnim uvjetima te kontrolirani troškovi proizvodnje i održavanja tijekom cijelog životnog ciklusa. To je anorganski membranski materijal prikladan za -globalnu primjenu velikih razmjera.
Keramičke membrane od glinice uspješno su ispunile temeljne zahtjeve "stabilnosti i mogućnosti ponovne upotrebe" u industrijskoj filtraciji, postavši prva keramička membrana koja je postigla pravu industrijsku primjenu.
III. Industrijska lokalizacija: domaće keramičke membrane od glinice ostvaruju neovisnu masovnu proizvodnju (rano 21. stoljeće)
Početkom 21. stoljeća domaća potražnja za industrijskom filtracijom je porasla. Međutim, inozemni dobavljači u potpunosti su monopolizirali keramičke membrane od aluminijevog oksida, što je rezultiralo visokim troškovima i odgođenom post{2}}prodajnom uslugom. Stoga je domaća zamjena anorganskih membrana postala nužna za industriju. Domaće istraživačke institucije i poduzeća surađivala su kako bi postigla samostalnu masovnu proizvodnju keramičkih membrana od aluminijevog oksida domaće proizvodnje. Domaća proizvodnja značajno je smanjila troškove primjene i popunila praznine u lokalnom industrijskom lancu.
Značaj domaće proizvedene aluminijske membrane:
l Ovo značajno smanjuje troškove primjene keramičkih membrana u konvencionalnim scenarijima obrade vode, čineći anorganske membrane pristupačnijim za više tvrtki.
l Ovo je promicalo zrelost domaćeg lanca industrije keramičkih membrana i akumuliralo tehnološku osnovu za kasnija istraživanja i razvoj vrhunskih-materijala.
Slika: Aluminij keramička membrana
Međutim, njegovi osnovni nedostaci izvedbe nisu prevladani. Još uvijek je teško raditi stabilno dugo vremena u uvjetima visoke količine soli, visoke temperature i jakih kiseli-baznih uvjeta spajanja u industrijama kao što su nova energija i kemijska industrija slanog jezera. Vrhunsko-tržište još uvijek zauzimaju inozemni posebni membranski materijali.
IV. Proboj keramičkih membrana od silicij karbida: rješenja skrojena za "ekstremne radne uvjete" (tijekom prošlog desetljeća)
U posljednjih desetak godina pojavile su se litijske baterije, ekstrakcija litija iz slanih jezera i industrije poluvodiča, stvarajući otpadnu vodu s pet ekstremno povezanih uvjeta: visok salinitet, visoka temperatura, jaka kiselina i lužina, visok sadržaj organske tvari i visok sadržaj krutih čestica. Aluminijev oksid je stabilan u normalnim radnim uvjetima, ali njegov fluks brzo opada u ekstremnim uvjetima, što ga čini neprikladnim za kontinuirane proizvodne potrebe poduzeća s-zastojima, naglašavajući nedostatak vrhunskih-namjenskih anorganskih membrana.
Na temelju strogih zahtjeva vrhunskih radnih-uvjeta i zahvaljujući industrijskim otkrićima u tehnologiji sinteriranja na visokim-temperaturama, razvijene su keramičke membrane od silicij karbida. One u potpunosti nasljeđuju temeljne prednosti anorganskih membrana, poput dugog životnog vijeka, visoke pouzdanosti, sposobnosti zadržavanja suspendirane organske tvari i mogućnosti ponovljenog čišćenja. S vrhunskom strukturom kristalnih pora, prikladne su za razne ekstremne i složene kvalitete vode, rješavajući nedostatke aluminijevih membrana u radnim uvjetima.
V. Budući trendovi u industriji: Potaknuti politikom i usklađenošću, anorganske keramičke membrane spremne su postati dugoročni-glavni trend.
Konvencionalne ultrafiltracijske membrane ne pokazuju značajnu razliku u svojoj sposobnosti zadržavanja zagađivača, a odabir se uglavnom temelji na cijeni i navikama održavanja; međutim, dugoročni-trend industrije određen je nacionalnim industrijskim politikama i globalnom usklađenošću s PFAS-om.
Nacionalne industrijske politike osnažuju industriju:keramičke membrane visokih- učinaka uključene su u nacionalne ključne kataloge novih materijala i opreme koja se potiče na zaštitu okoliša. Na listi prioriteta nabave ključnih novih materijala nalaze se dvije vrste keramičkih membrana; projekti nadogradnje tehnologije keramičkih membrana s nultom - emisijom dobivaju subvencije do 30 milijuna juana po projektu; 14. peto-godišnji posebni projekt nastavlja podržavati istraživanje i razvoj domaćih membranskih materijala. Zajedno s dvostrukim-razvojem ugljika, ponovnim korištenjem vodnih resursa i unapređenjima zaštite okoliša, kriteriji odabira u industriji pomaknuli su se s "upotrebljivih" na "trajne i-održavanja", s jasnim nacionalnim smjernicama: keramičke membrane preferiraju se za složenu obradu vode, a promiče se lokalizacija vrhunskih-materijala za membrane.
PFAS usklađenost:S PFAS propisima koji se provode u Europi i Sjedinjenim Državama, domaće kontrole postupno se pooštravaju. Komercijalna organska proizvodnja membrana često uključuje dodavanje fluoriranih aditiva, što predstavlja rizik onečišćenja PFAS-om tijekom cijelog životnog ciklusa. Vodeće tvrtke postupno su izbacile iz upotrebe fluorirane organske filtarske materijale.
Anorganske keramičke membrane proizvode se bez fluora, stabilnih su svojstava, nemaju rizika usklađenosti s PFAS, imaju vijek trajanja 3-5 puta duži od organskih membrana i stvaraju manje krutog otpada. Oni ispunjavaju zahtjeve ekološke proizvodnje i postat će glavni izbor za srednje-do-high-end filtriranje u srednjem i dugoročnom razdoblju.
Predstavljanje tvrtke - JMFILTEC se fokusira na istraživanje i razvoj keramičkih membrana od silicij karbida
Zhejiang Jianmo Technology Co., Ltd. posvećen je razvoju najsnažnijih i najizdržljivijih silicij karbidemembranskih materijala. Osnivački tim je 2011. godine započeo srodni istraživački i razvojni rad na silicij karbidemembranskim materijalima i sada mu je odobreno 8 patenata za izume, prijavljenih za gotovo 50 patenata za izume i 6 PCT patenata.
Kao nacionalno visoko{0}}tehnološko poduzeće i "specijalizirano, profinjeno i inovativno" poduzeće u provinciji Zhejiang, JMFILTEC se uvijek pridržavao razvojne filozofije "usredotočenosti-na korisnika i-vođene tehnologijom", nastojeći stvoriti-svjetske klase membranskih proizvoda od silicij karbida. Trenutno proizvodi tvrtke pokrivaju cjevaste membrane, ravne-lisnate membrane, stupne membrane i drugu derivativnu opremu, široko korištenu u pročišćavanju pitke vode, obradi otpadne vode, desalinizaciji morske vode, odvajanju kemijskih procesa, kemijskoj proizvodnji soli i klor-alkalija, obradi rudničke vode, mikroelektronici poluvodiča, uklanjanju nečistoća iz hrane i lijekova, ekstrakciji litija od slanih jezera, proizvodnje novih energetskih katoda i anoda, recikliranja fotonaponske otpadne tekućine i vađenja plina iz uljnog škriljevca, među mnogim drugim poljima. Sa svojim ključnim prednostima jake otpornosti na koroziju, velike propusnosti, dugog vijeka trajanja i lakog čišćenja, stekao je priznanje od kupaca i tržišta, što ga čini visoko konkurentnim na međunarodnom tržištu.
Jeste li se ikada susreli sa situacijama na-gradilištu u kojima "organske membrane nisu mogle izdržati opterećenje, a membrane od glinice nisu bile dovoljno stabilne"? Koja još pitanja imate u vezi s primjenom, održavanjem i usporedbom troškova membrana od silicij karbida? Slobodno nas kontaktirajte.
Ako ovo pitanje dobije pozitivan odgovor, koristit ćemo ga kao početnu točku za pokretanje stupca "Opće znanje o membranskim materijalima", s narednim člancima koji će dati detaljna objašnjenja.
