Gledajući unazad na razvoj industrije u proteklom stoljeću, evolucija keramičkih membranskih materijala nikada nije bila tehnološki trik, već neizbježan rezultat uzastopnih napretka. Ovaj članak prati kompletnu istoriju razvoja keramičkih membrana, secirajući osnovnu logiku od istraživanja više materijala, popularizacije glinice, implementacije domaće proizvodnje i iteracije do silicijum karbida, čime se stiče razumevanje glavnih trendova u industriji neorganskih membrana.
I. Porijeklo iz vojne industrije: Prvo istraživanje nastalo iz "posebnog razdvajanja" (1940-ih)
Keramička membrana nije razvijena za tretman vode, već za odvajanje izotopa u nuklearnoj industriji. U to vrijeme industriji je hitno bio potreban nosač koji je bio fizički i kemijski stabilan, koji nije reagirao na mediju, imao je izuzetno malu veličinu pora, stabilnu strukturu i mogao dugo raditi u teškim uvjetima. Keramička membrana je upravo ispunila ovaj zahtjev.
Slika:UF₆ (uranijum heksafluorid)
Keramičke membrane razvijene u ovoj fazi bile su samo specijalni materijali koji se koriste u laboratorijama. Njihova kontrola veličine pora bila je gruba i njihova preciznost odvajanja je bila niska, što ih je činilo potpuno neprikladnim za industrijsku obradu tekuće vode. Međutim, oni su postavili temelj za osnovne karakteristike "stabilnosti i otpornosti na koroziju" u kasnijim tehnologijama keramičkih membrana.
II. Pojava aluminij-keramičkih membrana: rješavanje problema "od 0 do 1" u tretmanu industrijske vode (1960-1990)
Sa brzim razvojem globalne industrije, eksplodirala je potražnja za tečnim bistrenjem i odvajanjem materijala u industriji hrane i pića i osnovnoj hemijskoj industriji. Tradicionalna filtracija ploča i okvira i filter papir nisu dovoljno precizni i lako se kontaminiraju. Industriji je hitno potreban anorganski materijal za filtriranje koji se može ponovno koristiti i koji se može prati, a pojavile su se keramičke ultrafiltracione membrane da zadovolje ovu potrebu.
Nakon benčmarkinga u odnosu na različite neorganske materijale, glinica je postala optimalan izbor za civilne industrijske primjene. Iako nije neorganski materijal sa najboljim-učinkom, on ima značajne prednosti u masovnoj proizvodnji: obilne rezerve boksita, niski troškovi materijala, zrela tehnologija sinteriranja na niskim{2}}ima, visok stepen standardizacije gotovih proizvoda, uravnotežena fizičko-hemijska svojstva u normalnim radnim uvjetima i kontrolisani troškovi proizvodnje i održavanja tokom cijelog životnog ciklusa. To je neorganski membranski materijal pogodan za-globalnu primjenu velikih razmjera.
Keramičke membrane od aluminijevog oksida uspješno su odgovorile na osnovne zahtjeve "stabilnosti i ponovne upotrebe" u industrijskoj filtraciji, postajući prva keramička membrana koja je postigla pravu industrijsku primjenu.
III. Industrijska lokalizacija: domaće keramičke membrane od glinice postižu nezavisnu masovnu proizvodnju (početak 21. stoljeća)
Početkom 21. veka domaća potražnja za industrijskom filtracijom je porasla. Međutim, keramičke membrane od aluminijevog oksida bile su potpuno monopolizirane od strane dobavljača iz inostranstva, što je rezultiralo visokim troškovima i kašnjenjem nakon{2}}usluge. Stoga je domaća zamjena neorganskih membrana postala nužnost za industriju. Domaće istraživačke institucije i preduzeća su sarađivali u ostvarivanju nezavisne masovne proizvodnje domaćih keramičkih membrana od aluminijuma. Domaća proizvodnja značajno je smanjila troškove primjene i popunila praznine u lokalnom industrijskom lancu.
Značaj aluminijske membrane domaće proizvodnje:
l Ovo značajno smanjuje troškove primjene keramičkih membrana u konvencionalnim scenarijima tretmana vode, čineći neorganske membrane pristupačnijim za više kompanija.
l Ovo je promoviralo zrelost domaćeg lanca industrije keramičkih membrana i akumuliralo tehnološku osnovu za naknadno istraživanje i razvoj vrhunskih{0}}materijala.
Slika: Alumina keramička membrana
Međutim, njegovi osnovni nedostaci u performansama nisu prevladani. Još uvijek je teško raditi stabilno dugo vremena u uslovima visoke soli, visoke temperature i jakih kiselinsko{1}}baznih uvjeta u industrijama kao što su nova energija i hemijska industrija slanih jezera. Visoko-tržište još uvijek zauzimaju specijalni membranski materijali u inostranstvu.
IV. Proboj keramičkih membrana od silicijum karbida: rešenja skrojena za "ekstremne radne uslove" (tokom protekle decenije)
U protekloj deceniji, pojavile su se litijumske baterije, ekstrakcija litijuma iz slanih jezera i poluprovodnička industrija, stvarajući otpadnu vodu sa pet ekstremno povezanih uslova: visokim salinitetom, visokom temperaturom, jakim kiselinama i alkalijama, visokim sadržajem organske materije i visokim sadržajem čvrstih čestica. Glinica je stabilna u normalnim radnim uslovima, ali njen tok brzo opada u ekstremnim uslovima, što ga čini neprikladnim za kontinuirane potrebe preduzeća sa malim-zastojima u proizvodnji, naglašavajući nedostatak vrhunskih-namjenskih neorganskih membrana.
Na osnovu strogih zahtjeva vrhunskih{0}}uvjeta rada, i kroz industrijski napredak u tehnologiji visoko-sinterovanja, razvijene su keramičke membrane od silicijum karbida. One u potpunosti nasljeđuju ključne prednosti anorganskih membrana, kao što su dug životni vijek, visoka pouzdanost, sposobnost zadržavanja suspendiranih organskih tvari i mogućnost ponavljanja čišćenja. Sa superiornom strukturom kristalnih pora, pogodni su za različite ekstremne i složene kvalitete vode, rješavajući nedostatke aluminijskih membrana u radnim uvjetima.
V. Budući trendovi u industriji: Vođene i politikom i usklađenošću, neorganske keramičke membrane spremne su da postanu dugoročni-glavni trend.
Konvencionalne ultrafiltracione membrane ne pokazuju značajnu razliku u svojoj sposobnosti da zadržavaju zagađivače, a izbor se uglavnom zasniva na troškovima i navikama održavanja; međutim,-dugoročni trend industrije određen je i nacionalnim industrijskim politikama i globalnom usklađenošću sa PFAS.
Nacionalne industrijske politike osnažuju industriju:Keramičke membrane-visokih performansi uključene su u nacionalne kataloge opreme za nove materijale i zaštitu okoliša koji se podstiču. Na listi prioritetnih nabavki ključnih novih materijala uključene su dvije vrste keramičkih membrana; Projekti nadogradnje tehnologije keramičkih membrana sa nultom emisijom dobijaju subvencije do 30 miliona juana po projektu; specijalni projekat 14. Peto-posebnog plana nastavlja da podržava istraživanje i razvoj domaćih membranskih materijala. Zajedno sa razvojem dvostrukog-ugljika, ponovnim korištenjem vodnih resursa i nadogradnjom zaštite okoliša, kriteriji za odabir industrije su se pomaknuli sa "upotrebljivog" na "trajno i nisko-održavanje", uz jasne nacionalne smjernice: keramičke membrane su poželjnije za složen tretman vode, a lokalizacija visoko{9}}promotivnih materijala membrane.
PFAS usklađenost:Uz PFAS propise koji se primjenjuju u Evropi i Sjedinjenim Državama, domaće kontrole se postepeno pooštravaju. Komercijalna proizvodnja organskih membrana često uključuje dodavanje fluoriranih aditiva, što predstavlja rizik od zagađenja PFAS-om tokom cijelog životnog ciklusa. Vodeće kompanije postepeno su izbacile fluorirane organske materijale za filtriranje.
Neorganske keramičke membrane se proizvode bez fluora, stabilne su u svojstvima, nemaju rizik od usklađenosti sa PFAS, imaju vijek trajanja 3-5 puta duži od organskih membrana i stvaraju manje čvrstog otpada. Oni ispunjavaju zahtjeve zelene proizvodnje i postat će glavni izbor za srednje{3}}do-filtriranje visoke klase u srednjoročnom i dugoročnom periodu.
Predstavljanje kompanije - JMFILTEC se fokusira na istraživanje i razvoj keramičkih membrana od silicijum karbida
Zhejiang Jianmo Technology Co., Ltd. je posvećen razvoju najrobusnijih i najtrajnijih materijala od silicijum karbidnih membrana. Osnivački tim je započeo srodni R&D rad na materijalima od silicijum karbidne membrane 2011. godine i sada mu je odobreno 8 patenata za pronalazak, prijavljenih za skoro 50 patenata za pronalazak i 6 PCT patenata.
Kao nacionalno visoko-poduzeće i "specijalizirano, rafinirano i inovativno" preduzeće u provinciji Zhejiang, JMFILTEC se uvijek pridržavao filozofije razvoja "korisničke{1}}centrirane i vođene tehnologijom-", nastojeći stvoriti silikonske proizvode svjetske-de membrane. Trenutno, proizvodi kompanije pokrivaju cevaste membrane, membrane sa ravnim-lim listovima, membrane za kolone i drugu derivativnu opremu, koja se široko koristi u prečišćavanju pitke vode, tretmanu regenerisane vode, desalinizaciji morske vode, hemijskom odvajanju, hemijskoj proizvodnji soli i klora{6}}, prečišćavanju rudničke vode, poluprovodničkom odstranjivanju hrane, mikroelektrotehničkoj impregniciji i hartijumu vađenje iz slanih jezera, proizvodnja novih energetskih katoda i anoda, fotonaponsko recikliranje otpadnih tekućina i ekstrakcija plina iz uljnih škriljaca, među mnogim drugim poljima. Svojim osnovnim prednostima kao što su jaka otpornost na koroziju, visoka propusnost, dug životni vijek i lako čišćenje, stekao je priznanje od kupaca i tržišta, što ga čini visoko konkurentnim na međunarodnom tržištu.
Jeste li se ikada susreli sa situacijama na-okviru gdje "organske membrane nisu mogle izdržati opterećenje, a aluminijske membrane nisu bile dovoljno stabilne"? Koja druga pitanja imate u vezi s primjenom, održavanjem i poređenjem troškova membrana od silicijum karbida? Slobodno nas kontaktirajte.
Ako ovo pitanje dobije pozitivan odgovor, koristit ćemo ga kao polaznu tačku za pokretanje kolone "Opće znanje o membranskim materijalima", s narednim člancima s detaljnim objašnjenjima.