技术优享丨陶瓷膜的原理及应用

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，以无机微滤膜和超滤膜为主的液分离时期，以及以膜催化反应为核心的全面发展的时期。20世纪80年代初期成功地在法国的奶业和饮料(葡萄酒、啤酒、苹果酒)业推广应用后，陶瓷膜分离技术和产业地位逐步确立，应用也已拓展至食品工业、生物工程、环境工程、化学工程、石油化工、冶金工业等领域，成为苛刻条件下精密过滤分离的重要新技术。1998年网上公布的膜和膜设备生产厂家及经营公司达452家，其中金属膜厂50家，陶瓷膜生产厂94家。

因开发时期较晚且成本高昂，无机分离膜领域所占的市场份额还比较小，1997年美国无机膜市场销售额为1亿美元，其中陶瓷膜占80%左右，仅占膜市场的9%。另据估计，2004年世界陶瓷膜的市场销售额约超过100亿美元，无机膜的市场占有率占12%。由于陶瓷膜在精密过滤分离中的成功应用，其市场销售额以30%的年增长率发展。

我国无机膜的研究始于20世纪80年代末，通过国家自然科学基金以及各部委的支持，以南京工业大学为代表的陶瓷膜研究团队已经能在实验室规模制备出无机微滤膜及超滤膜等，反应用膜以及微孔膜也正在开发中。进入90年代，原国家科委(现科学技术部)对无机陶瓷膜的工业化技术组织了科技攻关，推进了陶瓷微滤膜的工业化进程。国家"863"计划也将"无机分离催化膜"项目列入其中。截至20世纪初，我国已初步实现了多通道陶瓷滤膜的工业化生产，并在相关的工业过程中获得了成功的应用。2002年第七届国际无机膜大会在中国召开，标志着我国的无机膜研究与工业化工作已进到国际领先水平。

经过十多年的发展，我国的无机陶瓷膜行业已经具备世界领先的技术，行业内领先企业的技术实力和产品品质已经达到了国际一流的水平。行业内企业从无到有，企业产值也从起初的百万元已经发展到数亿元的规模，2010-2012年国内无机陶瓷膜成套装备安装面积合计约为12万平方米。据测算，2012年全年，我国的无机陶瓷膜及成套装备的市场总量约为5~6亿元人民币规模，其中国内生产企业的市场份额约为70%，已经在生物发酵、食品饮料、化工和水处理领域的应用具备一定的规模。