Çin Toz Ağı Haberleri Endüstrinin hızlı gelişimi ile ekolojik çevre de değişti ve su kirliliği giderek daha ciddi hale geldi. Genel Sekreter Xi Jinping'in "berrak sular ve yemyeşil dağlar paha biçilmez varlıklardır" çağrısı altında, su yönetişimi ekolojik bir medeniyet çemberi inşa etmek için ulusal bir plan haline geldi. Seramik membran teknolojisi, yüksek verimliliği ve enerji tasarrufu nedeniyle modern su arıtımında önemli bir rol oynamaktadır.
Resim kaynağı: Pixabay
Silisyum karbür seramik membran, yalnızca yüksek mekanik mukavemet, konsantre gözenek boyutu dağılımı, iyi termal şok direnci, uzun hizmet ömrü vb. özelliklerine sahip olmakla kalmayıp, aynı zamanda membran akışında da avantajlara sahip olan yeni bir oksit olmayan inorganik membran türüdür. , yüksek sıcaklık kararlılığı ve güçlü asit direnci. Güçlü alkalinin olağanüstü avantajları vardır ve onu ağır metal atık sularının arıtımında kullanmak için faydalı bir girişimdir. Silisyum karbür (SiC) seramik membran ayırma teknolojisi, son yıllarda en hızlı gelişen membran ayırma teknolojilerinden biri olarak kabul edilmektedir.
Görsel kaynağı: Dijie Film resmi web sitesi
1 Silisyum karbür seramik membran nedir?
Silisyum karbür seramik membran (SIC), yüksek sıcaklıkta sinterleme yoluyla yeniden kristalleştirme teknolojisi ile oluşturulur. Ayırma katmanı, geçiş katmanı ve gözenekli destek katmanının tamamı SiC malzemeden yapılmıştır ve filtrasyon hassasiyeti çoğunlukla mikrofiltrasyon ve ultrafiltrasyondur. Farklı membran yapısına göre, genellikle boru şeklindeki membran ve düz membrana ayrılır. Boru şeklindeki zar, bir ayırma katmanı, bir geçiş katmanı ve bir destek katmanından oluşur ve düz zar, bir ayırma katmanı ve bir destekleyici katmandan oluşur.
SIC membran filtrasyon ayırma sistemi, sıvıyı ayırmak için çoğunlukla "çapraz akışlı filtrasyon" formunu benimser. Hammadde sıvısı, membran tüpünde yüksek hızda akar ve küçük moleküler bileşenler içeren şeffaf permeat, membranın yoğun tabakasından dikey yönde dışa doğru geçmek için basınçla tahrik edilir. , sıvıyı berraklaştırma, ayırma, konsantre etme ve saflaştırma amacına ulaşmak için makromoleküler bileşenler içeren bulanık konsantre sıvı durdurulur.
2 Neden silisyum karbür seramik membranı seçmelisiniz?
Silisyum karbür seramik membran aşağıdaki avantajlara sahiptir:
♦ Güçlü asit ve alkalilere ve tüm organik çözücülere dayanıklı, iyi kimyasal kararlılık;
♦ İyi termal kararlılık, termal şok - yüksek sıcaklık koşullarında kararlı çalışma;
♦ Yüksek açık gözeneklilik ve büyük akış;
♦ İyi hidrofilik ve oleofobik özellikler - yağı ve suyu verimli bir şekilde ayırabilir;
♦ Filmin yüksek yapışma gücü ve iyi aşınma direnci vardır.
SiC film ve diğer filmlerin avantaj ve özelliklerinin karşılaştırma tablosu
3 Silisyum karbür seramik film hazırlama yöntemi
Silisyum karbür seramik filmin mevcut hazırlama teknolojileri şunları içerir: parçacık istifleme yöntemi, karbotermal indirgeme yöntemi, polimer kırma yöntemi ve kimyasal buhar biriktirme yöntemi.
3.1 Parçacık paketleme yöntemi
Parçacık istifleme yöntemi, katı hal parçacık sinterleme yöntemidir. Bu yöntem, gözenekli seramiklerin hazırlanma yönteminden türetilmiştir. Seramik membranların hazırlanmasında yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Küçük parçacıklar büyük parçacıklara katkılanır. Parçacıklar arasında bağlantılar oluşturulur ve ideal durum, iyi mekanik özellikleri korurken çok sayıda açık delik bırakarak büyük parçacıklar arasında boyun bağlamasıdır.
Parçacık istifleme yönteminin süreç akış şeması
3.2 Karbotermal indirgeme reaksiyonu sinterleme yöntemi
Karbotermal indirgeme reaksiyonu sinterleme, esas olarak, homojen bir şekilde karıştırılacak, destek üzerinde düzgün bir şekilde kaplanacak hammadde olarak uygun miktarda silikon kaynağı ve karbon kullanır ve daha sonra bir argon atmosferinde veya vakumlu çevre korumasında karbotermik indirgeme reaksiyonu gerçekleştirilir.
Karbotermal indirgeme sinterleme süreci akış şeması
Karbotermik indirgeme reaksiyonu sinterleme ile silisyum karbür seramik filmin hazırlanmasında kullanılan karbon kaynağı silikon kaynağı çoğunlukla organiktir ve filmi oluşturmak için sıklıkla sol-jel yöntemi kullanılır. Oran yüksek ve zor değildir, bu nedenle birkaç özel uygulama vardır.
Karbotermik indirgeme reaksiyonu, çeşitli sinterleme hammaddelerine ve düşük reaksiyon sıcaklığına sahiptir. Film oluşturma aşamasındaki zorlu koşullar ve düşük verim problemlerini çözebilirse, silisyum karbür seramik filmlerin endüstriyel üretiminde partikül istifleme yöntemi ile rekabet etme potansiyeline sahiptir.
3.3 Polimer kırma yöntemi
Polimer kırma yöntemi, onu çözmek veya eritmek ve destek üzerinde kaplamak için bir seramik öncüsü kullanır ve daha sonra inorganik seramikler oluşturmak için yüksek sıcaklıkta çatlamaya maruz kalır. Yurtdışında oksit olmayan inorganik seramiklerin nispeten yaygın bir hazırlama yöntemidir.
Polimer kırma yöntemiyle hazırlanan silisyum karbür film, uygun film oluşumu, kontrol edilebilir kalınlık ve basit işlem avantajlarına sahiptir. Parçacık biriktirme yöntemiyle karşılaştırıldığında, ısıtma sıcaklığı daha düşüktür (yaklaşık 1000 derece C), ancak hammadde maliyeti nispeten yüksektir.
3.4 Kimyasal Buhar Biriktirme
Kimyasal buhar biriktirme yöntemiyle elde edilen film tabakası, güçlü kontrol edilebilirliğe, yüksek yoğunluğa ve küçük gözenek boyutuna sahiptir, ancak maliyeti yüksektir, işlem karmaşıktır ve akı biraz yetersizdir. Günümüzde kimyasal buhar biriktirme yöntemiyle elde edilen silisyum karbür seramik film çoğunlukla yarı iletkenler için kullanılmaktadır. Sanayi ve gaz fazı ayrımı, diğer yönlerdeki uygulamalar henüz daha fazla geliştirilmemiştir.
4 Silisyum karbür seramik membran ayırma teknolojisinin uygulanması
4.1 Yağ ve suyun ayrılması
SiC seramik membran ayırma teknolojisi, yağ-su ayrımında en yaygın kullanılanıdır. İlgili yağlı su türleri arasında endüstriyel işleme, yağlı kanalizasyon temizleme, gemi sintine yağlı kanalizasyon, petrol endüstrisindeki yağlı kanalizasyon ve katı yakıt termal işleme endüstrisi yer alır. SiC seramik membranın gözenek boyutuna bağlı olarak (genellikle 0.01~10 μm), işlediği yağ kirliliği türleri arasında kaygan yağ, emülsifiye yağ ve hatta çözünmüş yağ olabilir. SiC seramik membran ayırma teknolojisi, yalnızca genel ayırma sistemini daha kompakt hale getirmekle kalmaz, aynı zamanda petrol ve gaz arama atık sularını arıtmak için kullanılan mevcut teknolojilere kıyasla kimyasalların kullanımını da azaltır.
4.2 Su arıtma
Yüksek yapısal kararlılığı ve seçiciliği nedeniyle, SiC seramik ultrafiltrasyon membranı, suyu arıtmak ve sudaki askıda katı maddeleri, bakterileri ve diğer safsızlıkları ayırmak için de kullanılabilir. Genel olarak SiC seramik membranın filtrasyon hassasiyeti mikrofiltrasyon ve ultrafiltrasyondur. Su arıtma işleminde, genellikle askıda katı maddeleri, küçük katı parçacıkları, bakterileri vb. etkin bir şekilde ayırabilen ikincil veya hatta üçüncül bir bitirme işlemi olarak yapılandırılır. Su arıtmada SiC seramik membran ayırma teknolojisi üzerine yapılan araştırmaların hala derinleştirilmesi gerekiyor. ve genişletilebilir uygulama alanlarının da daha fazla araştırılması gerekir.
4.3 Gaz tozunun giderilmesi ve saflaştırılması
Son yıllarda, gaz tozu giderme ve saflaştırmada SiC seramik membranın uygulama araştırmaları da ortaya çıkmıştır ve SiC seramik membranın gaz ayırma alanında büyük başarılar elde etmesi beklenmektedir.
5. Sonuç
Yurtiçinde ve yurtdışında çevre korumaya artan vurgu ile, ülkelerin yüksek performanslı filtrasyon ve ayırma teknolojisi için destek ihtiyaçları giderek daha acil hale geliyor ve SiC seramik membran ayırma teknolojisinin geliştirilmesi ve uygulanması için bir fırsat yaratıyor. Gelecekte, SiC seramik membran ayırma teknolojisinin gerçekten uygulanabilmesi ve insanlara fayda sağlayabilmesi için olgunlaşmamış membran üretimi ve hazırlama teknolojisi ve kusurlu uygulama araştırması sorunlarını çözmek için hala çok fazla kaynak yatırımı yapmak gerekiyor.
Referans kaynağı:
[1] Hubei Dijie Membrane Technology Co., Ltd.'nin resmi web sitesi
[2] Xu Zhengwei. Ağır metal atık sularının silisyum karbür seramik membran ile arıtılması üzerine bir çalışma. Wuhan Mühendislik Üniversitesi. 2018.
【3】Yu Yanzi, et al. Gözenekli silisyum karbür seramik membran ayırma teknolojisinin uygulanmasında araştırma ilerlemesi. 2021.
(Çin Toz Ağı/Xingyao tarafından düzenlendi)
Not: Görseller ticari amaçlı değildir, ihlal varsa lütfen bildiriniz ve siliniz!