적용 공정을 위한 고성능 탄화규소 멤브레인 튜브를 준비하는 방법은 현재 연구 핫스팟이 되었습니다. 실리콘 카바이드 멤브레인은 일반적으로 지지체, 전이층 및 분리층으로 구성된 비대칭 구조입니다. 준비 공정에는 주로 빌렛 형성(지지체 형성, 막 형성) 및 소결이 포함되며, 둘 다 막 형성 성능에 큰 영향을 미칩니다. 적절한 준비 공정은 세라믹 멤브레인의 무결성을 향상시키고 균열, 큰 구멍 및 기타 결함을 방지할 수 있습니다. 멤브레인 층을 위한 4가지 주요 준비 방법이 있습니다:
딥 풀링 방법
딥 앤 풀(Dip and Pull) 방식은 주로 다음과 같은 공정을 포함한다. 첫째, 세라믹 입자나 고분자 전구체를 물이나 유기용매에 분산시켜 균질하고 안정적인 막 제조용액을 형성하고, 코팅 후 표면에 습윤막을 형성시킨다. 다공성 지지체. 이 방법의 막 형성 원리에는 "모세관 여과"와 "막 형성"이 있습니다. 모세관 여과는 건조한 다공성 지지체가 막 제조 용액과 접촉할 때 발생합니다. 모세관력에 의해 분산매는 지지체 안으로 들어가고, 막 제조용액의 입자는 지지체 표면에 머물면서 막을 형성하게 된다. 지지체와 제막용액이 접촉 후 분리되는 과정에서 막이 형성되고, 제막용액은 점성력의 작용으로 지지체 표면에 머물면서 막을 형성하게 된다. 준비 및 최적화 후 세라믹 멤브레인 튜브는 높은 반복성을 가지며 하수 처리에 탁월한 효과를 나타 냅니다 . 딥 앤 풀(Dip and Pull) 방법은 조작이 간단하고 에너지 소비가 적기 때문에 가장 널리 사용되는 막 제조 방법 중 하나입니다.
딥 앤 풀(Dip and Pull) 방식에 의한 SiC 멤브레인 제조 단계 다이어그램
분사방식
Spraying method is to use the spray gun to atomize the dispersed membrane making liquid into small droplets, and then deposit on the surface of the support body to form a membrane layer. The main operating parameters of the spraying method include the distance between the spray gun and the support body, the spraying pressure and the spraying time. Compared with dip and pull method, spraying method has the significant advantage of reducing the surface tension of the membrane making liquid through atomization, which is conducive to reducing the infiltration of the membrane layer into the support body pores, and thus reducing the interface resistance between the support body and the membrane layer. The spraying method has the advantages of easy large-scale production, simple operation, high slurry utilization efficiency and easy adjustment of membrane thickness. However, at present, this method is only used for the preparation of microfiltration membranes, and it does not meet the preparation requirements of small pore size membranes such as ultrafiltration and nanofiltration.
Spraying device diagram
Chemical Vapor Deposition Method
Chemical vapor deposition (CVD) is a method to prepare ceramic membrane by chemical reaction of one or several gaseous elements or compounds on the surface of porous support. The ceramic membrane prepared by this method has the characteristics of small membrane pore size and relatively low preparation temperature. However, CVD membrane has the disadvantages of harsh conditions, cumbersome process, high energy consumption and low membrane flux. At present, CVD membrane is mostly used in gas separation field, and its application in other fields needs to be further expanded. Chemical vapor deposition technology can only be used with chip ceramic membrane, and it is difficult to uniformly deposit in the preparation process of tubular or multi-channel ceramic membrane.
Schematic diagram of a CVD system for SiC membrane deposition
Phase Transformation Method
상전환이란 다량의 폴리머 용액을 함유한 세라믹 페이스트가 습식 또는 건식 유도에 의해 액체에서 고체로 바뀔 수 있음을 의미하고, 습식 및 건식은 폴리머 용액이 비용매 응축조 또는 대기에 노출된다는 것을 의미합니다. 상 변환 과정에서 폴리머 형태는 일반적으로 핑거 기공과 해면 기공으로 구분되는 세라믹 막 기공으로 유지되며 상대적으로 낮은 다공성 계수를 가지므로 더 높은 플럭스 세라믹 막의 제조에 도움이 됩니다. 전통적인 세라믹 분리막의 기공률은 25.95%~47.64%이며, 상변태법으로 제조된 세라믹 분리막의 다공성은 70% 이상입니다. 그러나 이 방법으로 제조된 샘플의 열악한 기계적 안정성과 취성으로 인해 산업 분야에서의 적용이 제한됩니다. 상 변환 방법은 계층적 다공성 구조를 갖는 세라믹 막을 한 단계로 제조하는 효과적인 방법으로, 세라믹 막의 구조를 최적화하고 세라믹 막의 다공성과 플럭스를 증가시키기 위한 폭넓은 적용 가능성을 가지고 있습니다.
표면 개질 전후 SIC 중공사막의 기공 크기 분포 및 SEM 이미지
