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多孔陶瓷在环保领域应用前景广阔——访湖南大学材料学院肖汉宁教授


来源:中国粉体网   初末

[导读]  在第二届新型陶瓷技术与产业高峰论坛上,中国粉体网记者很荣幸的采访到了湖南大学的肖汉宁教授,肖教授就多孔陶瓷的一系列问题作出了详细解答。

中国粉体网讯  随着我国经济的不断发展和社会的不断进步,环境污染问题也越来越严重,而多孔陶瓷因其良好的特性,在污水处理、大气污染控制、固体废物处理及噪声控制等环境工程中都具有广泛的应用。


在第二届新型陶瓷技术与产业高峰论坛上,中国粉体网记者很荣幸的采访到了湖南大学的肖汉宁教授,他主要从事高性能结构与功能陶瓷研究,包括先进结构陶瓷、高性能陶瓷膜、结构-功能一体化陶瓷、微晶玻璃等,在多孔陶瓷领域也有着非常成熟丰富的研究经验,肖教授就多孔陶瓷的一系列问题作出了详细解答。


©Song Weidong/Cnpowder.com.cn
湖南大学肖汉宁教授


陶瓷材料的耐高温、耐腐蚀特性


多孔陶瓷在环保领域的应用是基于它的哪些特性呢?肖教授表示:“多孔陶瓷材料具有耐高温、耐腐蚀的特点,这些特点使它比有机高分子材料及金属材料等其他的多孔材料更加具有优势。”肖教授还解释道:“比如说在高温的烟气处理以及一些耐腐蚀的领域,高分子材料及金属材料都很难实现,只有陶瓷材料最适合。”


肖教授在相关报告中提到过陶瓷膜过滤设备,他说:“陶瓷膜可以过滤气体或液体这两类物质,可以通过分离来浓缩一些材料。比如说要想把一些果汁的浓度提高,就可以通过陶瓷膜的过滤把水过滤出去,从而得到浓缩物。另外,陶瓷膜在过滤方面的作用主要还是在高温烟气领域,它适用于一些腐蚀性强的化工反应,这些也是基于其耐高温、耐腐蚀的特点。”


多孔陶瓷的制备方法各具优势


多孔陶瓷有模板法、造孔/发泡法、挤出法、3D打印法、溶胶-凝胶法等多种制备方法,肖教授表示这些方法各有其优势,采用什么样的制备方法主要取决于其应用领域需要什么样的孔。比如说模板法可能会用木材或是海绵来做模板,当我们需要得到这种天然材料或是人造材料所需要的孔结构时,就可以采用模板法;添加造孔剂法最大的优点是气孔大小形状可控,用此种方法制备多孔陶瓷时,添加什么样的造孔剂得到的即是什么样的的孔隙;挤出法生产效率高,更适用于大规模批量化的生产;3D打印则是一种比较新型的方法,适合打印一些具有三维、立体孔结构的多孔陶瓷,这是其他方法难以实现的;至于溶胶-凝胶法,主要用来制造微孔陶瓷材料尤其是微孔陶瓷膜,它的特点是制备出的陶瓷材料孔隙细小,因此非常适合制备纳米级的陶瓷孔。


陶瓷材料向结构-功能一体化的方向发展


除了多孔陶瓷、高性能陶瓷膜,肖教授还从事先进结构陶瓷、结构-功能一体化陶瓷、等方面的研究。肖教授表示,随着陶瓷应用范围的不断拓展、陶瓷制备技术的不断成熟和制备成本的不断下降,陶瓷材料的应用领域会更加广阔,现在很多的结构材料向结构-功能一体化的方向发展。


陶瓷材料本身作为结构陶瓷,可以赋予一些功能特性,比如把除尘和脱硝一体化,先除尘,除尘之后在高温下进行脱硝处理,首先需要在多孔陶瓷上面来负载相应的催化剂,之后多孔陶瓷就具有功能化了;还有一些多孔陶瓷负载一些光催化剂之后就可以应用于光催化领域;另外多孔陶瓷负载一些催化剂之后还可以除硝、去除有害气体,因此,多孔陶瓷结构-功能一体化后具有非常好的应用前景。


孔陶瓷应用于新能源汽车前景广阔


目前新能源汽车中用的氢能源是一种非常热门的能源,因为水分解可以得到氢,氢燃烧之后又得到水,所以氢能源是一种非常环保的能源,水或甲醇以及其他含氢的化合物都可以分解出来制取氢气。肖教授说:“现在的氢能源汽车是里面装一个氢气罐,一些大巴车或者重型卡车要求很高的动力,就需要把氢气罐做大,所以今后的目标是把制氢系统变得小型化,多孔陶瓷在催化重整制氢这些领域有很好的前景,能够提高制氢的效率,这样就很好的解决了新能源汽车的缩航里程问题,由此看来,多孔陶瓷在新能源汽车方面也有着较好的发展前景。”
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