陶瓷膜(ceramic membrane)又稱(chēng)無(wú)機陶瓷膜，是以無(wú)機陶瓷材料經(jīng)特殊工藝制備而形成的非對稱(chēng)膜。陶瓷膜分為管式陶瓷膜和平板陶瓷膜兩種。請注意，“CT膜”并非陶瓷膜的別名，該稱(chēng)謂實(shí)為非人士對陶瓷膜英文簡(jiǎn)稱(chēng)的一種錯誤表述。管式陶瓷膜管壁密布微孔，在壓力作用下，原料液在膜管內或膜外側流動(dòng)，小分子物質(zhì)（或液體）透過(guò)膜，大分子物質(zhì)（或固體）被膜截留，從而達到分離、濃縮、純化和環(huán)保等目的。

平板陶瓷膜板面密布微孔，根據在一定的膜孔徑范圍內，滲透的物質(zhì)分子直徑不同則滲透率不同，以膜兩側的壓力差為驅動(dòng)力，膜為過(guò)濾介質(zhì)，在一定壓力作用下，當料液流過(guò)膜表面時(shí)，只允許水、無(wú)機鹽、小分子物質(zhì)透過(guò)膜，而阻止水中的懸浮物、膠和微生物等大分子物質(zhì)通過(guò)。陶瓷膜具有分離效率高、效果穩定、化學(xué)穩定性好、耐酸堿、耐有機溶劑、耐菌、耐高溫、抗污染、機械強度高、再生性能好、分離過(guò)程簡(jiǎn)單、能耗低、操作維護簡(jiǎn)便、使用壽命長(cháng)等眾多優(yōu)勢，已經(jīng)成功應用于食品、飲料、植（藥）物深加工、生物醫藥、發(fā)酵、精細化工等眾多領(lǐng)域，可用于工藝過(guò)程中的分離、澄清、純化、濃縮、除菌、除鹽等。

陶瓷膜分離工藝是一種“錯流過(guò)濾”形式的流體分離過(guò)程：原料液在膜管內高速流動(dòng)，在壓力驅動(dòng)下含小分子組分的澄清滲透液沿與之垂直方向向外透過(guò)膜，含大分子組分的混濁濃縮液被膜截留，從而使流體達到分離、濃縮、純化的目的。

陶瓷膜是由孔隙率30%~50%、孔徑50nm~15μm的陶瓷載體，采用溶膠-凝膠法或其它工藝制作而成的非對稱(chēng)復合膜。用于分離的陶瓷膜的結構通常為三明治式的：支撐層（又稱(chēng)載體層）、過(guò)渡層（又稱(chēng)中間層）、膜層（又稱(chēng)分離層）。其中支撐層的孔徑一般為1~20μm，孔隙率為30%~65%，其作用是增加膜的機械強度；中間層的孔徑比支撐層的孔徑小，其作用是防止膜層制備過(guò)程中顆粒向多孔支撐層的滲透，厚度約為20~60μm，孔隙率為30%~40%；膜層具有分離功能，孔徑從0.8nm~1μm不等，厚度約為3~10μm，孔隙率40%~55%。整個(gè)膜的孔徑分布由支撐層到膜層逐漸減小，形成不對稱(chēng)的結構分布。

多孔膜

多孔陶瓷膜的構型主要有平板、管式和多通道3種，其中平板膜主要用于小規模的工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗室研究。管式膜組合起來(lái)形成類(lèi)似于列管換熱器的形式，可增大膜裝填而積，但由于其強度問(wèn)題，已逐步退出工業(yè)應用。規模應用的陶瓷膜，通常采用多通道構型，即在一圓截面上分布著(zhù)多個(gè)通道，一般通道數為7、19、37等。無(wú)機陶瓷膜的主要制備技術(shù)有：采用固態(tài)粒子燒結法制備載體及微濾膜、采用溶膠凝膠法制備超濾及納濾膜、采用分相法制備玻璃膜、采用專(zhuān)門(mén)技術(shù)（如化學(xué)氣相沉積、無(wú)電鍍等）制備微孔膜或致密膜等，其基本理論涉及材料學(xué)科的膠體與表面化學(xué)、材料化學(xué)、固態(tài)離子學(xué)、材料加工等。

多孔陶瓷膜由于具有優(yōu)異的耐高溫、耐溶劑、耐酸堿性能和機械強度高、容易再生等優(yōu)點(diǎn)，在食品、生物、化工、能源和環(huán)保領(lǐng)域應用廣泛。某課題組主要對以氧化鋁和特種燒結促進(jìn)劑為起始原料，在1400℃的燒成溫度下制備出的支撐體進(jìn)行了系統和深入的研究，得到滲透性能、機械性能及耐腐性能統一的支撐體。他們還以原料性質(zhì)預測支撐體的孔結構為目標，以支撐體的制備過(guò)程和微觀(guān)結構為基礎，建立了原料性質(zhì)與支撐體孔隙率、孔徑分布之間的計算方法，為特定孔結構支撐體的定量制備提供了理論依據。

過(guò)濾膜

2004年8月，由北京邁勝普技術(shù)有限公司與山東魯抗醫藥有限公司研制的陶瓷膜過(guò)濾系統用于某種抗生素的分離提純獲得成功，這不僅優(yōu)化了此種抗生素的生產(chǎn)工藝，而目使抗生素收率提高15%，這是中國首次將陶瓷膜技術(shù)運用于抗生素生產(chǎn)?？股氐姆蛛x提純，必須經(jīng)過(guò)對發(fā)酵液的過(guò)濾和對濾出的藥液進(jìn)行樹(shù)脂交換。許多抗生素生產(chǎn)企業(yè)對氨基糖苷類(lèi)抗生素發(fā)酵液的分離提純均采用真空轉鼓過(guò)濾器，這種工藝需先將發(fā)酵液酸化調至一定的pH值，然后用敷設助濾劑層的真空轉鼓過(guò)濾器進(jìn)行預過(guò)濾，再用板框進(jìn)行復濾及樹(shù)脂交換。采用這種工藝不僅過(guò)程繁瑣，而目有效成分收率低，僅過(guò)濾和樹(shù)脂交換過(guò)程的收率損失達30%。

而運用“邁勝普”與“魯抗”共同研制的陶瓷膜過(guò)濾系統分離提純某種抗生素，卻能使有效成分在過(guò)濾過(guò)程的收失損提高近5%，在樹(shù)脂交換過(guò)程中的收率提高10%以上。 西方發(fā)達在食品工業(yè)、石油化工、環(huán)境保護、生化制藥等許多領(lǐng)域對膜技術(shù)的應用越來(lái)越廣泛，而用無(wú)機材料制成的過(guò)濾膜的發(fā)展前景有可能比有機過(guò)濾膜更好。對于面臨抗生素政策性降價(jià)和抗菌藥限售雙重壓力的眾多抗生素生產(chǎn)企業(yè)而言，通過(guò)創(chuàng )新工藝提高產(chǎn)品收率和質(zhì)量不失為降低成本的明智選擇，而以陶瓷膜技術(shù)改進(jìn)現行抗生素分離提純工藝有可能成為降成本、提益的突破口。

包裝膜

在食品包裝領(lǐng)域，引人注目的是具有高功能性和良好環(huán)保適應性的透明鍍陶瓷膜。這種膜盡管價(jià)格較高，物理性能還有待進(jìn)一步改進(jìn)，但可預期在不遠的將來(lái)它將在食品包裝材料中占據重要的地位。陶瓷膜的加工鍍膜方法與通常的鍍金屬方法相似，基本上按己知的加工法進(jìn)行。鍍陶瓷膜由PET(12μm)陶瓷(SiOx)組成。氧化硅能分成4類(lèi)，即SiO、Si?O?、Si?O?、SiO?。然而，在自然界它們通常以SiO?形式存在，因此根據鍍金屬條件，它們的變化很大。對這種膜的主要要求是具有良好的透明度、佳的阻隔性、優(yōu)良的耐蒸煮性、較好的可透過(guò)微波性與良好的環(huán)境保護性以及良好的機械性能。?

鍍陶瓷膜基本上可以用制作鍍鋁膜一樣的條件制取，在制取過(guò)程中，仔細處理表面層，不使鍍層受到損傷是其重要的。由于這種膜是由氧化硅處理的，表面具有好的潤濕性，因此，它在油墨或粘合劑的選擇范圍上比較廣，幾乎與任何油墨或粘合劑都能親和。聚氨酯類(lèi)粘合劑是可取的粘合劑，而油墨可以按用途任意選擇，不用進(jìn)行表面處理。然而，鍍陶瓷膜像鍍鋁膜那樣容易向聚乙烯復合，因為PET膜作為基材料，當其氧化硅表而直接熔融聚乙烯高溫涂布或復合時(shí)，易趨向于伸長(cháng)，從而破壞氧化硅表面層，導致阻隔性下降。同時(shí)，由于技術(shù)工藝上的問(wèn)題，PET膜在鍍陶瓷過(guò)程中有時(shí)會(huì )發(fā)生卷曲，從而影響膜的質(zhì)量。當然，這類(lèi)問(wèn)題正得到解決。

鍍陶瓷膜首先用作細條實(shí)心面的調味品包裝材料。其優(yōu)良的包裝性能引起了人們的注意。由于這種膜保味性佳，因此，尤其適合于包裝易升華產(chǎn)品，如茶（樟腦）之類(lèi)的易揮發(fā)材質(zhì)。由于其好的阻隔性，除了作為高阻隔性包裝材料和作食品包裝材料用外、預計還可用在微波容器上作為蓋材，在調味品、精密機械零配件、電子零件、藥物和醫藥儀器等方而作為包裝材料。隨著(zhù)加工技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，如果這種膜在成本上大幅下降，那么它將得到迅速推廣和應用。

電池膜

“863”計劃固體氧化物燃料電池(SOFC)項目經(jīng)過(guò)對新型中溫固體氧化物陶瓷膜燃料電池的長(cháng)期研制，把陶瓷膜制備技術(shù)開(kāi)拓應用于SOFC的制作，把通常SOFC的高溫(1000~900℃)拓延到中溫階段(700~500℃)。中國科技大學(xué)無(wú)機膜研究所已經(jīng)研制成功的新型中溫陶瓷膜燃料電池，是一種以陶瓷膜作為電解質(zhì)的燃料電池。電池部件薄膜化以后，降低了電池的內阻，提高了有用功率的輸出，不需要高溫的條件下實(shí)現了中溫化，操作溫度降到700~500℃。這種新型燃料電池繼承了高溫SOFC的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)降低了成本。此類(lèi)陶瓷膜燃料電池具有廣闊的應用前景。

隔熱膜

2004年8月，基于金屬膜對無(wú)線(xiàn)電信號的干擾和容易氧化等缺點(diǎn)，中國韶華科技公司攜手德國某著(zhù)名工業(yè)研究機構共同開(kāi)發(fā)融入納米蜂窩陶瓷技術(shù)，并將韶華科技獨有的真空濺射技術(shù)用于陶瓷隔熱膜的生產(chǎn)上，創(chuàng )造了獨一無(wú)二的琥珀陶瓷隔熱膜，解決了金屬膜無(wú)法逾越的技術(shù)問(wèn)題。對無(wú)線(xiàn)電信號無(wú)任何干擾，特別是衛星的短波信號，絕不氧化，因為陶瓷超乎尋常的穩定性，從而保證隔熱性能始終如一。

永不褪色，陶瓷隔熱膜采用陶瓷固有的顏色，不添加任何顏料，囚此，陶瓷隔熱膜絕不會(huì )像染色金屬會(huì )發(fā)生褪色現象。超級耐用，陶瓷隔熱膜保質(zhì)期為10年，金屬膜一般為5年。經(jīng)典美感，象琉泊一樣的晶瑩剔透的美感，色澤柔和，擁有舒適的視覺(jué)效果。琥珀納米陶瓷隔熱膜先應用于美國的航天飛機和國際空間站，而后廣泛應用于汽車(chē)、建筑、海事等各個(gè)領(lǐng)域。由于技術(shù)敏感，直到2003年該產(chǎn)品才在中國銷(xiāo)售。