Når vi ser tilbake på industriens utvikling det siste århundret, har utviklingen av keramiske membranmaterialer aldri vært en teknologisk gimmick, men snarere et uunngåelig resultat av suksessive fremskritt. Denne artikkelen sporer hele utviklingshistorien til keramiske membraner, dissekerer den underliggende logikken fra utforskningen av flere materialer, populariseringen av alumina, implementeringen av innenlandsk produksjon og iterasjonen til silisiumkarbid, og får dermed en forståelse av de viktigste trendene i den uorganiske membranindustrien.
I. Opprinnelse fra den militære industrien: Den første utforskningen født fra "Special Separation" (1940-tallet)
Den keramiske membranen ble ikke utviklet for vannbehandling, men for å tjene separasjon av isotoper i atomindustrien. På den tiden hadde industrien et akutt behov for en bærer som var fysisk og kjemisk stabil, som ikke reagerte med mediet, hadde ekstremt liten porestørrelse, stabil struktur og kunne operere i lang tid under tøffe forhold. Den keramiske membranen oppfylte akkurat dette kravet.
Bilde: UF₆ (uranheksafluorid)
De keramiske membranene som ble utviklet på dette stadiet var bare spesielle materialer som ble brukt i laboratorier. Deres porestørrelseskontroll var grov og deres separasjonspresisjon var lav, noe som gjorde dem helt uegnet for industriell flytende vannbehandling. Imidlertid la de grunnlaget for kjerneegenskapene "stabilitet og korrosjonsmotstand" i påfølgende keramiske membranteknologier.
II. Fremveksten av alumina keramiske membraner: løse problemet "fra 0 til 1" i industriell vannbehandling (1960-1990-tallet)
Med den raske utviklingen av global industri har etterspørselen etter flytende klaring og materialseparasjon i mat- og drikkevareindustrien og grunnleggende kjemisk industri eksplodert. Tradisjonell plate- og rammefiltrering og filterpapir er ikke nøyaktig nok og blir lett forurenset. Industrien trenger et presserende gjenbrukbart og vaskbart uorganisk filtermateriale, og keramiske ultrafiltreringsmembraner har dukket opp for å møte dette behovet.
Etter benchmarking mot ulike uorganiske materialer, har alumina blitt det optimale valget for sivile industrielle applikasjoner. Selv om det ikke er det uorganiske materialet med høyest ytelse, har det betydelige fordeler i masseproduksjon: rikelig med bauxittreserver, lave materialkostnader, moden lav-temperatursintringsteknologi, høy grad av standardisering av ferdige produkter, balanserte fysisk-kjemiske egenskaper under normale driftsforhold og kontrollerbare produksjons- og vedlikeholdskostnader gjennom hele livssyklusen. Det er et uorganisk membranmateriale som er egnet for stor- global distribusjon.
Alumina keramiske membraner har med suksess adressert de grunnleggende kravene til "stabilitet og gjenbrukbarhet" i industriell filtrering, og har blitt den første keramiske membranen som oppnår ekte industriell anvendelse.
III. Industriell lokalisering: Keramiske membraner av innenlandske aluminiumoksyd oppnår uavhengig masseproduksjon (tidlig på det 21. århundre)
På begynnelsen av det 21. århundre økte innenlandsk etterspørsel etter industriell filtrering. Alumina keramiske membraner ble imidlertid fullstendig monopolisert av utenlandske leverandører, noe som resulterte i høye kostnader og forsinket etter-service. Derfor ble den innenlandske substitusjonen av uorganiske membraner en nødvendighet for industrien. Innenlandske forskningsinstitusjoner og bedrifter samarbeidet for å oppnå uavhengig masseproduksjon av innenlandsk produserte keramiske aluminiumoksydmembraner. Innenlandsk produksjon reduserte applikasjonskostnadene betydelig og fylte hull i den lokale industrikjeden.
Betydningen av innenlandsk produsert alumina-membran:
l Dette reduserer påføringskostnadene for keramiske membraner betydelig i konvensjonelle vannbehandlingsscenarier, noe som gjør uorganiske membraner rimeligere for flere selskaper.
l Dette har fremmet modenheten til den innenlandske industrikjeden for keramiske membraner og akkumulert et teknologisk grunnlag for påfølgende forskning og utvikling av høykvalitetsmaterialer.
Bilde: Alumina keramisk membran
Imidlertid har dens kjerneytelsesmangler ikke blitt overvunnet. Det er fortsatt vanskelig å operere stabilt i lang tid i møte med høyt salt, høy temperatur og sterk syre-basekoblingsforhold i industrier som ny energi og saltsjøkjemisk industri. High-markedet er fortsatt okkupert av utenlandske spesielle membranmaterialer.
IV. Gjennombrudd av silisiumkarbidkeramiske membraner: løsninger skreddersydd for "ekstreme arbeidsforhold" (i løpet av det siste tiåret)
I løpet av det siste tiåret eller så har litiumbatteriet, litiumutvinning fra saltsjøer og halvlederindustrier dukket opp, og skapt avløpsvann med fem ekstreme koblede forhold: høy saltholdighet, høy temperatur, sterk syre og alkali, høy organisk materiale og høye faste partikler. Alumina er stabil under normale driftsforhold, men fluksen avtar raskt under ekstreme forhold, noe som gjør den uegnet for bedrifters kontinuerlige produksjonsbehov med lav-nedetid, noe som fremhever mangelen på dedikerte uorganiske membraner av høy kvalitet.
Basert på de strenge kravene til høye-driftsforhold, og gjennom bransjegjennombrudd innen sintringsteknologi med høy-temperatur, er det utviklet silisiumkarbidkeramiske membraner. De arver fullt ut kjernefordelene til uorganiske membraner, som lang levetid, høy pålitelighet, evne til å holde på suspendert organisk materiale og gjentatt rengjøringsevne. Med en overlegen krystallinsk porestruktur er de egnet for ulike ekstreme og komplekse vannkvaliteter, og adresserer manglene til aluminamembraner under driftsforhold.
V. Fremtidige industritrender: Drevet av både retningslinjer og overholdelse, er uorganiske keramiske membraner klar til å bli den langsiktige-mainstream-trenden.
Konvensjonelle ultrafiltreringsmembraner viser ingen signifikant forskjell i deres evne til å holde på forurensninger, og utvalget er i stor grad basert på kostnader og vedlikeholdsvaner; Den langsiktige-trenden i bransjen bestemmes imidlertid av både nasjonale industriretningslinjer og global PFAS-overholdelse.
Nasjonal industripolitikk styrker industrien:høyytelses keramiske membraner er inkludert i de nasjonale nøkkelkatalogene for nye materialer og utstyr for miljøvern. To typer keramiske membraner er inkludert i den prioriterte innkjøpslisten over nye nøkkelmaterialer; null-utslippsprosjekter for oppgradering av keramisk membranteknologi mottar subsidier på opptil 30 millioner yuan per prosjekt; spesialprosjektet for den 14.-Femårsplanen fortsetter å støtte forskning og utvikling av innenlandske membranmaterialer. Sammen med dobbel-karbonutvikling, gjenbruk av vannressurser og oppgraderinger av miljøvern, har bransjens utvalgskriterier endret seg fra «brukbare» til «holdbare og lite-vedlikehold», med klare nasjonale retningslinjer: keramiske membraner foretrekkes for kompleks vannbehandling, og lokalisering av høy-membranmaterialer fremmes.
PFAS-samsvar:Med PFAS-forskrifter implementert i Europa og USA, skjerpes den innenlandske kontrollen gradvis. Kommersiell organisk membranproduksjon involverer ofte tilsetning av fluorerte tilsetningsstoffer, noe som utgjør en PFAS-forurensningsrisiko gjennom hele livssyklusen. Ledende selskaper har gradvis faset ut fluorholdige organiske filtermaterialer.
Uorganiske keramiske membraner er produsert uten fluor, er stabile i egenskaper, har ingen PFAS-samsvarsrisiko, har en levetid som er 3-5 ganger så lang som organiske membraner, og genererer mindre fast avfall. De oppfyller grønne produksjonskrav og vil bli det vanlige valget for middels-til-av høy kvalitet på mellomlang til lang sikt.
Bedriftsintroduksjon - JMFILTEC fokuserer på forskning og utvikling av keramiske silisiumkarbidmembraner
Zhejiang Jianmo Technology Co., Ltd. er forpliktet til å utvikle de mest robuste og holdbare silisiumkarbidmembranmaterialene. Grunnleggerteamet startet relatert FoU-arbeid på silisiumkarbidmembranmaterialer i 2011, og har nå fått 8 oppfinnelsespatenter, søkt om nesten 50 oppfinnelsespatenter og 6 PCT-patenter.
Som en nasjonal høy-bedrift og en "spesialisert, raffinert og nyskapende" bedrift i Zhejiang-provinsen, har JMFILTEC alltid fulgt utviklingsfilosofien om "kunde-sentrisk og teknologidrevet-", og streber etter å skape-silisiumkarbidmembranprodukter i verdensklasse. For tiden dekker selskapets produkter rørmembraner, flate-platemembraner, kolonnemembraner og annet avledet utstyr, mye brukt i drikkevannsrensing, gjenvunnet vannbehandling, avsalting av sjøvann, kjemisk prosessseparasjon, salt- og klor-alkalisk kjemisk produksjon, gruvevannbehandling, halvleder-lite-mikroelektronikk, matremosjonsteknologi, fra saltsjøer, produksjon av ny energikatode og anode, resirkulering av fotovoltaisk avfallsvæske og utvinning av oljeskifergass, blant mange andre felt. Med sine kjernefordeler med sterk korrosjonsbestandighet, høy gjennomstrømning, lang levetid og enkel rengjøring, har den fått anerkjennelse fra kunder og markedet, noe som gjør den svært konkurransedyktig på det internasjonale markedet.
Har du noen gang vært borti situasjoner på-nettstedet hvor "organiske membraner ikke tålte belastningen, og aluminamembraner ikke var stabile nok"? Hvilke andre spørsmål har du angående bruk, vedlikehold og kostnadssammenligning av silisiumkarbidmembraner? Ta gjerne kontakt med oss.
Hvis dette problemet får et positivt svar, vil vi bruke det som et utgangspunkt for å lansere kolonnen "Generell kunnskap om membranmaterialer", med påfølgende artikler som gir detaljerte forklaringer.