陶瓷膜是一种采用Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、SiO₂、SiC等无机材料烧结的一种高性能的过滤材料，可克服其他过滤组件：耐温能力差，通常滤料为200℃以下，玻璃纤维400℃以下，长期工作温度280℃，而陶瓷膜耐温值可高达1000℃（工业炉窑的烟气可达几百甚至上千摄氏度）；湿度大气体易粘袋且难脱落影响设备运行；使用寿命相对较短的弱点；又具有独特耐酸碱、耐溶剂，抗微生物腐蚀等特性，使用寿命可长达5-8年，维护成本低，易清洗省心省力，过滤精度高（几十纳米到几微米），能耗低。

由于陶瓷具有种种优点，因而在高温烟气过滤、工业粉尘收集、城市污水净化、工业废水处理等气—固和液—固分离过程着广泛的作用，在环境保护中发挥了重大作用。相信随着节能减排呼声越来越大，陶瓷膜的应用也将越来越广泛。

图1废水废气排放入环境让蓝天碧水成为了奢侈品

商品化的陶瓷膜通常具有三层结构（多孔支撑层、中间层及分离层）。陶瓷膜优点多多，但其在应用过程中也存在不少问题，其主要体现在目前的陶瓷膜支撑体的强度较低，且通常需要做成圆管式（单孔）或莲藕式（多孔见下图2）以增加其强度，但显着的降低了其单位体积内的有效工作面积，使得陶瓷膜过滤设备单位体积的过滤面积仅为布袋式除尘器的20%--30%，大大增加了设备体积及制造成本。

图2 莲藕式（多孔）碳化硅陶瓷膜

若将陶瓷膜制成多通道的平板式（见下图3），则可以有效的获取过滤面积大分离效率高的高性能陶瓷膜。但通常而言，陶瓷膜因支撑体与膜材的烧结温度不同，工艺上常采用二次烧成的方法，即先将陶瓷膜支撑体烧成，然后再将陶瓷膜材料喷涂或浸涂在支撑体表面，干燥后进行二次烧成。二次烧成法制备陶瓷膜，成本高，能耗高不利于节能环保，陶瓷膜与支撑体的结合强度也不高使用时易脱落。

图3 平板陶瓷膜（湖南科一环保供图）

针对现有技术的不足,湖南大学肖汉宁教授团队研发出“一次共烧制备高强度陶瓷膜的方法”克服了一次共烧制备高强度陶瓷膜的方法，实现了陶瓷膜过滤板的高效率低成本制备。此外，肖汉宁教授团队在平板陶瓷膜还有多项研发成果例如“一种高强度陶瓷膜支撑体的制备方法”、“一种多层梯度陶瓷膜的制备方法”等。研究成果经产学研合作企业湖南科一环保科技股份有限公司转化，已成功生产制造出来，可应用于工业废水处理、工艺废水回收、油水分离、游泳池及温泉、悬浮固体颗粒、细菌微生物的去除及电池材料浓缩工艺等等领域。

例如：电池正极材料合成工艺中溶胶共沉淀时需要惰性高温浓缩，传统工艺周期长，能耗高，某大型电池材料公司采用科一陶瓷膜可实现电池材料的浓缩工艺在80℃的高温强碱环境下实现正极材料在线浓缩，从原液15%浓缩至36%的浓缩速度显著提高，大大降低工艺成本。

粉体圈 作者：小白