
1 陶瓷膜技术发展概况
陶瓷膜也称CT膜,是固态膜的一种,由日本的大日本印刷公司和东洋油墨公司在1996年开发引入市场。2004年7月,北美陶瓷技术公司顺利完成了其价值超过500万美元的新型双磨盘研磨机的组装,该设备在制备超薄陶瓷膜的生产技术上首屈一指,这同时也使得公司在制备超平、超完整陶瓷膜上的技术大大提升。
2 陶瓷膜的广泛应用
2.1 提纯用陶瓷过滤膜
2004年8月,由北京迈胜普技术有限公司与山东鲁抗医药有限公司研制的陶瓷膜过滤系统用于某种抗生素的分离提纯获得成功,这不仅优化了此种抗生素的生产工艺,而且使抗生素收率提高15%,这是我国 将陶瓷膜技术运用于抗生素生产。抗生素的分离提纯,必须经过对发酵液的过滤和对滤出的药液进行树脂交换。目前,许多抗生素生产企业对氨基糖苷类抗生素发酵液的分离提纯均采用真空转鼓过滤器,这种工艺需先将发酵液酸化调至一定的pH值,然后用敷设助滤剂层的真空转鼓过滤器进行预过滤,再用板框进行复滤及树脂交换。采用这种工艺不仅过程繁琐,而且有效成分收率低,仅过滤和树脂交换过程的收率损失达30%。
2.2 镀陶瓷包装膜
在食品包装领域,近年越来越引人注目的是具有高功能性和良好环保适应性的透明镀陶瓷膜。这种膜尽管目前价格较高,物理性能还有待进一步改进,但可预期在不远的将来,它将在食品包装材料中占据重要的地位。陶瓷膜的加工镀膜方法与通常的镀金属方法相似,基本上按已知的加工法进行。镀陶瓷膜由PETT(12μm)陶瓷(SiOx)组成。氧化硅能分成4类,即SiO,Si3O4,Si2O3,SiO2等。对这种膜的主要要求是具有良好的透明度、 的阻隔性、优良的耐蒸煮性、较好的可透过微波性与良好的环境保护性以及良好的机械性能。
镀陶瓷膜首先用作细条实心面的调味品包装材料。其优良的包装性能引起了人们的注意。由于这种膜保味性 ,因此,尤其适合于包装易升华产品,如茶(樟脑)之类的易挥发材质。由于其极好的阻隔性,除了作为高阻隔性包装材料和作食品包装材料用外,预计还可用在微波容器上作为盖材,在调味品、精密机械零配件、电子零件、药物和医药仪器等方面作为包装材料。随着加工技术的进一步发展,如果这种膜在成本上大幅下降,那么它将得到迅速推广和应用。
2.3 燃料电池陶瓷膜
我国“863”计划固体氧化物燃料电池(SOFC)项目经过对新型中温固体氧化物陶瓷膜燃料电池的长期研制,把陶瓷膜制备技术开拓应用于SOFC的制作,把通常SOFC的高温(1000-900℃)拓延到中温阶段(700-500℃)。目前中国科技大学无机膜研究所已经研制成功的新型中温陶瓷膜燃料电池,是一种以陶瓷膜作为电解质的燃料电池。电池部件薄膜化以后,降低了电池的内阻,提高了有用功率的输出,不需要高温的条件下实现了中温化,操作温度降到700-500℃。这种新型燃料电池继承了高温SOFC的优点,同时降低了成本。此类陶瓷膜燃料电池具有广阔的应用前景。
3 结束语
陶瓷膜的研究始于20世纪40年代,其发展可分为3个阶段:用于铀的同位素分离的核工业时期,于20世纪80年代建成了膜面积达400万平方米的陶瓷膜的富集256UF6工厂,以无机微滤膜和超滤膜为主的液体分离时期和以膜催化反应为核心的全面发展的时期。
总之,随着科学技术的发展,陶瓷膜作为一种新型的材料,在各行各业的领域中,发挥着巨大的作用。其前景也越来越广阔。