[00136950]低温烧结多通首多孔陶瓷膜支撑体工业化制备技术研究

该研究项目是国家“863计划”“面向应用过程的陶瓷膜材料设计与制备技术研究”（课题编号2001AA327050）的子课题之一。该课题的研究目标是在较低的烧成温度下制备出渗透性能、机械性能和耐腐蚀性能统一的支持体，并进行了工业化放大，显著降低了多孔陶瓷膜的制备成本。在研究中，采用平均粒径为30-40um的氧化铝和特种烧结促进剂，通过塑性挤压，高温浇成的方法制备出19通道多孔支持体。在此基础上，对多孔陶瓷支持体的孔隙率和孔径分布进行数学模拟，实现了多九将体孔结构的自主调控，为满足应用过程特定孔结构参数的陶瓷膜的制备，奠定了理论基础，该支持体做为一种大孔载体，在其上涂覆多层厚度为1-20um，孔径为50-800nm的陶瓷膜，经多次烧结后成为不对称多孔陶瓷膜，主要应用于液体分离领域（如食品、医药和环保）的精密过滤。该课题的性能指标为：烧成温度1400摄氏度/2h，机械强度：33MPa，渗透通量65～80m^3m^(-2)h^(-1)bar^(-1)，平均孔径6.8um，在90摄氏度1%NaOH湾腐蚀720小时后性能基本不变。形成了5000根/年低温烧结多孔陶瓷支持体的工业化生产能力，成品率大于85%，成本降低50%。目前国内外多孔陶瓷支持体主要是含量为95-99%的Al_2O_3材料，其制备技术由于涉及商业机密，公开发展的文章不多，就目前应用而言，存在渗透性能，机械性能和耐腐蚀性能不统一，以及烧成温度太高（大于1600摄氏度）的问题，而该课题制备的支持体材料烧成温度只有1400摄氏度，且性能与世界最大的无机膜生产商美国Pall公司的99瓷4hO_3支持体材料相当。该项目研究的低温烧结支持体材料及膜材料在液体分离领域如：浓缩、除杂等过程中，在保证材料具有较高机械强度和耐腐蚀性能的前提下，能够维持应用过程中较高的渗透通量，已在食品、医药和环保等领域取得了成功应用，具有广阔的应用前景，显示出显著的经济效益和社会效益，今后的主要工作是进一步完善这种新型低温烧结支持体材料的工业化制备过程以及以此为载体的Al_2O_3、Tio_2、Zro_2等材料的陶瓷膜工业化制备及应用领域的推广工作。