5、石墨烯
石墨烯又名“单层石墨片”,是指一层密集的、包裹在蜂巢晶体点阵上的碳原子,碳原子排成二维结构,实验室陶瓷膜分离设备,与石墨的单原子层类似。石墨烯是目前发现的存在的二维自由态原子晶体,其理论比表面积高达2600m2/g,具有突出的导热性能和力学性能,因此越来越受到人们的关注。
研究者采用滴涂法,通过硅氧烷修饰,在陶瓷支撑体上制备出石墨烯-陶瓷复合膜。硅氧烷修饰后的陶瓷支撑体与氧化石墨烯粘结紧密,膜表面完整,同时膜表面具有亲水性,通过渗透气化作用,实现乙醇/水的选择性分离。
由于行业技术门槛较高,国内能够生产无机陶瓷膜及成套装备的企业数量很少,具备规模化生产能力且产品品质稳定的企业更是十分稀少,导致行业内产能和市场份额都集中在少数公司中。然而由于陶瓷膜作为一个新兴产品在我国的发展时间还比较短,所以下游应用的普及率还有待进一步提升。而且根据陶瓷膜的技术性能,还有很多领域等待开发,未来市场的潜在空间还很大。
多孔陶瓷膜的构型主要有平板、管式和多通道3种,其中平板膜主要用于小规模的工业生产和实验室研究。管式膜组合起来形成类似于列管换热器的形式,可增大膜装填而积,但由于其强度问题,已逐步退出工业应用。规模应用的陶瓷膜,通常采用多通道构型,即在一圆截面上分布着多个通道,一般通道数为7、19、37等。
我国的无机膜研究与工业化工作已进到国际水平
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