發(fā)布時(shí)間:2023-05-11 人氣:229 來源:本站
碳化硅(SiC)的生產(chǎn)始于一個(gè)多世紀(jì)前,通過將石英砂混合物加熱為二氧化硅(SiO)2)和根據(jù)艾奇遜工藝在鐵碗中的焦粉(碳)[1]。從那時(shí)起,已經(jīng)開發(fā)了其他合成方法來生產(chǎn)SiC納米結(jié)構(gòu)[2]或大孔整體[3,4]。此外,多孔SiC陶瓷的不同加工路線已被應(yīng)用,以滿足孔隙率,孔徑和互連程度的相關(guān)要求[5,6]。多孔SiC陶瓷也可以通過添加有機(jī)模板[7],犧牲孔形成器[8],直接發(fā)泡[9]或反應(yīng)燒結(jié)[10]來生產(chǎn)。如果使用SiC粉末作為起始材料,這些方法需要高溫(≥1500°C)[4,11]。
SiC一直在進(jìn)軍過濾器和多孔陶瓷膜應(yīng)用。事實(shí)上,這一細(xì)分市場(chǎng)主要由氧化鋁(Al2O3) [12], 氧化鋯 (ZrO2) [13], 二氧化鈦 (TiO2) [14] 和二氧化硅 (SiO2) [15].與氧化物過濾器和多孔膜相比,SiC過濾器和多孔膜具有獨(dú)特的特性,包括耐高溫,并且在某些應(yīng)用中提高了化學(xué)穩(wěn)定性。因此,SiC過濾器和膜正在成為廢水,能源,氣體凈化,氣體分離,食品和制藥等加工行業(yè)中氣體和液體分離的組成部分。過濾器阻止顆粒通過,同時(shí)允許氣體通過;多孔無機(jī)膜已被用于通過稱為分子大小排阻的機(jī)制分離氣體或液體。
本綜述論文的范圍是關(guān)于SiC過濾器和多孔膜。它首先總結(jié)了用于制備SiC和SiC復(fù)合基板的材料和工藝,包括與孔結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能相關(guān)的燒結(jié)和結(jié)構(gòu)方面?;闹饕米鬟^濾器,而相同的基材也用于制備膜。因此,還討論了涂覆SiC薄膜頂層的主要工藝。隨后,本文重點(diǎn)研究了與SiC過濾器和膜中氣體和液體輸運(yùn)相關(guān)的傳遞現(xiàn)象。討論考慮了過濾器中的氣體傳輸與結(jié)構(gòu)特性,以及一些重要?dú)怏w分離過程的膜中的羅布森圖。鑒于SiC過濾器和膜的工業(yè)部署的重要性,還解決了熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。這篇綜述論文探討了分離工藝的應(yīng)用和潛在的挑戰(zhàn)。特別值得關(guān)注的是,討論了不同形狀(即管、平板、多通道和蜂窩)的SiC過濾器和膜的工業(yè)生產(chǎn)??傮w而言,本文重點(diǎn)介紹了SiC過濾器和多孔膜的生產(chǎn),結(jié)構(gòu)性能,挑戰(zhàn)和工業(yè)應(yīng)用的最新進(jìn)展。