碳化硅陶瓷膜具有耐高温、抗热震、耐腐蚀、高通量、使用寿命长等优势，是环境污染治理领域中的关键材料。如何制备面向应用过程的高性能碳化硅陶瓷膜已经成为目前的研究热点。

石油、天然气、石化、制药、冶金和食品等工业的快速发展产生了大量高温烟气及含油废水，对人体健康、环境保护产生威胁。传统的高温烟气处理方法将烟气温度降低至200℃以下，随后通过布袋除尘器、静电除尘器、旋风除尘器等装置进行颗粒捕捉。然而，此类方法存在热能流失大、能耗高、占地面积大等缺点。此外，由于高温烟气中还含有硫化氢、氯化氢、氨气和氯气等腐蚀性气体，故要求过滤介质兼具优异的机械强度和较好的耐腐蚀性能。

常用的高温烟气过滤介质有多孔金属过滤器和多孔陶瓷过滤器。多孔金属过滤器一般由金属纤维或金属粉末制备得到，具有较高的机械强度，但是高温下会受到硫化氢和水蒸气的腐蚀；多孔陶瓷过滤器则具有较高的机械强度和耐腐蚀性能。其中，碳化硅膜与其他氧化物陶瓷膜相比具有抗热冲击性好、抗高温高压、在严酷的条件下可以保持良好的稳定性以及使用寿命长等优点，因此碳化硅膜在气固分离中应用广泛。

传统处理含油污水的方法主要有化学沉淀法、光催化法、化学氧化法、臭氧法等，但是这些方法普遍存在资金和运营成本高、占地面积大等缺点，而对于低浓度含油废水（<400mg/kg）和较小尺寸的油滴（<5μm），膜技术能截住乳液中的油相或水相实现破乳，成为分离油水混合物的有效手段。大量的研究表明陶瓷膜的油水分离效率取决于膜材料的亲水性，碳化硅膜相比于氧化铝、氧化钛等氧化物陶瓷膜具有更好的亲水性，对油的静电排斥作用更大，因此在油水分离中更具优势。

碳化硅陶瓷膜一般为非对称结构，由支撑体、过渡层、分离层组成。其制备过程主要包括坯体成型（支撑体成型、膜层成型）和烧结，二者对于成膜性能有较大的影响，通过改变制膜参数可有效调控碳化硅陶瓷膜性能，如孔隙率、通量、机械强度等。此外，合适的制备过程决定陶瓷膜的完整性，可防止裂纹、大孔等缺陷的形成。

成膜方法主要包括提拉浸渍法、喷涂法、化学气相沉积法和相转化法。

提拉浸渍法因其操作简单、能耗低的优势最为常见；

喷涂法则易于规模化生产，常用于制备微滤膜；

化学气相沉积法一般用于制备气体分离膜，其工艺条件苛刻、能耗高的特点限制了进一步发展。

此外，还可通过相转化法实现非对称陶瓷膜的一步制备。

烧结技术主要包括重结晶烧结、前体转化技术、原位反应烧结及共烧结等新烧结技术。重结晶烧结技术中较高的烧结温度导致其能耗成本大；

陶瓷前体转化技术可有效降低能耗，然而其存在原料成本高、烧结工艺复杂的缺点；

原位反应烧结技术不仅能降低烧结成本，还可提升陶瓷膜机械强度，应用前景大；

共烧结技术大大减少了制备成本及工艺周期。

来源：ACMI硅基新材料