陶瓷膜系列陶瓷膜是無機(jī)膜中的一種，屬于膜分離技術(shù)中的固體膜材料，主要以不同規(guī)格的氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦和氧化硅等無機(jī)陶瓷材料作為支撐體，經(jīng)表面涂膜、高溫?zé)贫?。商品化的陶瓷膜通常具有三層結(jié)構(gòu)（多孔支撐層、過渡層及分離層），呈非對(duì)稱分布，其孔徑規(guī)格為0.8nm~1μm不等，過濾精度涵蓋微濾、超濾、納濾級(jí)別。
根據(jù)支撐體的不同，陶瓷膜的構(gòu)型可分為平板、管式、多通道三種。陶瓷膜由于耐酸堿、耐高溫和在環(huán)境下的化學(xué)穩(wěn)定性，又由于商品化的陶瓷膜孔徑較?。ㄍǔＰ∮?.2μm），可以成功地實(shí)現(xiàn)分子級(jí)過濾，因此其主要用于對(duì)液態(tài)、氣態(tài)混合物進(jìn)行過濾分離，可以取代傳統(tǒng)的離心、蒸發(fā)、精餾、過濾等分離技術(shù)，達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本的目標(biāo)，在石油和化學(xué)工業(yè)等苛刻環(huán)境中具有廣泛的應(yīng)用前景 [1] 。
陶瓷膜系列特性
相較于傳統(tǒng)聚合物分離膜材料，陶瓷膜具有化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐酸、耐堿、耐有機(jī)溶劑；機(jī)械強(qiáng)度大，可反向沖洗；抗微生物能力強(qiáng)；耐高溫；孔徑分布窄、分離效率高等優(yōu)點(diǎn)，在食品工業(yè)、生物工程、環(huán)境工程、化學(xué)工業(yè)、石油化工、冶金工業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，其市場(chǎng)銷售額以30%的年增長率發(fā)展著。陶瓷膜的不足之處在于造價(jià)較高、無機(jī)材料脆性大、彈性小、給膜的成型加工及組件裝備帶來一定的困難等。
陶瓷膜分離工藝是一種“錯(cuò)流過濾”形式的流體分離過程：原料液在膜管內(nèi)高速流動(dòng)，在壓力驅(qū)動(dòng)下含小分子組分的澄清滲透液沿與之垂直方向向外透過膜，含大分子組分的混濁濃縮液被膜截留，從而使流體達(dá)到分離、濃縮、純化的目的。
陶瓷膜是由孔隙率30%~50%、孔徑50nm~15μm的陶瓷載體，采用溶膠-凝膠法或其它工藝制作而成的非對(duì)稱復(fù)合膜。用于分離的陶瓷膜的結(jié)構(gòu)通常為三明治式的：支撐層（又稱載體層）、過渡層（又稱中間層）、膜層（又稱分離層）。其中支撐層的孔徑一般為1~20μm，孔隙率為30%~65%，其作用是增加膜的機(jī)械強(qiáng)度；中間層的孔徑比支撐層的孔徑小，其作用是防止膜層制備過程中顆粒向多孔支撐層的滲透，厚度約為20~60μm，孔隙率為30%~40%；膜層具有分離功能，孔徑從0.8nm~1μm不等，厚度約為3~10μm，孔隙率為40%~55%。整個(gè)膜的孔徑分布由支撐層到膜層逐漸減小，形成不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)分布。
陶瓷膜根據(jù)孔徑可分為微濾（孔徑大于50nm）、超濾（孔徑2~50nm）、納濾（孔徑小于2nm）等種類。進(jìn)行分離時(shí)，在外力的作用下，小分子物質(zhì)透過膜，大分子物質(zhì)被膜截留，從而達(dá)到分離、濃縮、純化、去雜、除菌等目的 。
陶瓷膜(ceramic membrane)又稱無機(jī)陶瓷膜，是以無機(jī)陶瓷材料經(jīng)特殊工藝制備而形成的非對(duì)稱膜。陶瓷膜管壁密布微孔，在壓力作用下，原料液在膜管內(nèi)或膜外側(cè)流動(dòng)，小分子物質(zhì)（或液體）透過膜，大分子物質(zhì)（或固體）被膜截留，從而達(dá)到分離、濃縮、純化和環(huán)保等目的。陶瓷膜具有分離效率高、效果穩(wěn)定、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐酸堿、耐有機(jī)溶劑、耐菌、耐高溫、抗污染、機(jī)械強(qiáng)度高、再生性能好、分離過程簡(jiǎn)單、能耗低、操作維護(hù)簡(jiǎn)便、使用壽命長等眾多優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成功應(yīng)用于食品、飲料、植（藥）物深加工、生物醫(yī)藥、發(fā)酵、精細(xì)化工等眾多領(lǐng)域，可用于工藝過程中的分離、澄清、純化、濃縮、除菌、除鹽、中水回用等。
應(yīng)用
陶瓷膜的研究始于20世紀(jì)40年代，其發(fā)展可分為3個(gè)階段：用于鈾的同位素分離的核工業(yè)時(shí)期，以無機(jī)微濾膜和超濾膜為主的液體分離時(shí)期，以及以膜催化反應(yīng)為核心的全面發(fā)展的時(shí)期。20世紀(jì)80年代初期成功地在法國的奶業(yè)和飲料（葡萄酒、啤酒、蘋果酒）業(yè)推廣應(yīng)用后，陶瓷膜分離技術(shù)和產(chǎn)業(yè)地位逐步確立，應(yīng)用也已拓展至食品工業(yè)、生物工程、環(huán)境工程、化學(xué)工程、石油化工、冶金工業(yè)等領(lǐng)域，成為苛刻條件下精密過濾分離的重要新技術(shù)。1998年網(wǎng)上公布的膜和膜設(shè)備生產(chǎn)廠家及經(jīng)營公司達(dá)452家，其中金屬膜廠50家，陶瓷膜生產(chǎn)廠94家。
因開發(fā)時(shí)期較晚且成本高昂，無機(jī)分離膜領(lǐng)域所占的*還比較小，1997年美國無機(jī)膜市場(chǎng)銷售額為1億美元，其中陶瓷膜占80%左右，僅占膜市場(chǎng)的9%。另據(jù)估計(jì)，2004年世界陶瓷膜的市場(chǎng)銷售額約超過100億美元，無機(jī)膜的*占12%。由于陶瓷膜在精密過濾分離中的成功應(yīng)用，其市場(chǎng)銷售額以30%的年增長率發(fā)展。
