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碳化硅过滤器和多孔膜:工艺、性能、性能和应用综述

发布时间:2023-05-11 人气:83 来源:本站

碳化硅(SiC)的生产始于一个多世纪前,通过将石英砂混合物加热为二氧化硅(SiO)2)和根据艾奇逊工艺在铁碗中的焦粉(碳)[1]。从那时起,已经开发了其他合成方法来生产SiC纳米结构[2]或大孔整体[3,4]。此外,多孔SiC陶瓷的不同加工路线已被应用,以满足孔隙率,孔径和互连程度的相关要求[5,6]。多孔SiC陶瓷也可以通过添加有机模板[7],牺牲孔形成器[8],直接发泡[9]或反应烧结[10]来生产。如果使用SiC粉末作为起始材料,这些方法需要高温(≥1500°C)[4,11]。

SiC一直在进军过滤器和多孔陶瓷膜应用。事实上,这一细分市场主要由氧化铝(Al2O3) [12], 氧化锆 (ZrO2) [13], 二氧化钛 (TiO2) [14] 和二氧化硅 (SiO2) [15].与氧化物过滤器和多孔膜相比,SiC过滤器和多孔膜具有独特的特性,包括耐高温,并且在某些应用中提高了化学稳定性。因此,SiC过滤器和膜正在成为废水,能源,气体净化,气体分离,食品和制药等加工行业中气体和液体分离的组成部分。过滤器阻止颗粒通过,同时允许气体通过;多孔无机膜已被用于通过称为分子大小排阻的机制分离气体或液体。

本综述论文的范围是关于SiC过滤器和多孔膜。它首先总结了用于制备SiC和SiC复合基板的材料和工艺,包括与孔结构和机械性能相关的烧结和结构方面。基材主要用作过滤器,而相同的基材也用于制备膜。因此,还讨论了涂覆SiC薄膜顶层的主要工艺。随后,本文重点研究了与SiC过滤器和膜中气体和液体输运相关的传递现象。讨论考虑了过滤器中的气体传输与结构特性,以及一些重要气体分离过程的膜中的罗布森图。鉴于SiC过滤器和膜的工业部署的重要性,还解决了热稳定性和化学稳定性。这篇综述论文探讨了分离工艺的应用和潜在的挑战。特别值得关注的是,讨论了不同形状(即管、平板、多通道和蜂窝)的SiC过滤器和膜的工业生产。总体而言,本文重点介绍了SiC过滤器和多孔膜的生产,结构性能,挑战和工业应用的最新进展。


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