文 献 综 述

1.1膜分离简介

膜分离被认为是重要的技术，并且已经在诸多领域中得到广泛应用^[1]。膜分离过程借助膜，从而选择性地将一种组分与另一种组分分离。这种分离是由于膜和可渗透组分之间存在的物理和化学性质的差异。事实上，正是由于驱动力而发生穿透膜的渗透。驱动力可以是压力，浓度，温度和电势梯度。由于分离膜技术的应用，能降低能耗、提高收率、简化操作过程，且处理量大，自70年代以来，在各工业领域和科学研究工作中得到越来越广泛的应用^[2]。膜分离技术是近几十年来发展最迅速的技术，其操作简便、占地面积小、易于维护和出水，水质稳定等优势使其在水处理中具有广阔的应用前景^[3]。

膜水处理技术近几十年来迅速发展，根据膜过滤的孔径大小和驱动力，膜处理过程主要分为微滤，超滤，纳滤和反渗透膜。膜污水处理简单，在工业处理和回收过程中产生低二次污染，这种处理已成功应用于污水处理。

无机陶瓷膜耐有机溶剂、化学腐蚀性强，且能耐受高温，此外还具有使用寿命长、制造成本低的优势。这些优势使得无机陶瓷膜在水处理领域拥有广泛的应用前景。

1.2水处理膜的种类

目前，已工业化应用的陶瓷膜材料有氧化铝、氧化钛、氧化锆、二氧化硅等。然而，这类陶瓷膜由于材料成本偏高和种类偏少，对产业化的进一步拓展产生了一定限制。这些氧化物膜材料应用于污水废水处理中，主要存在通量低、易污染且膜性能不易恢复等缺点^[4]。因此，开发成本低廉的并且能有效克服上述缺点的陶瓷膜材料，对陶瓷膜工业化的应用和推广具有重要意义。

1.3碳化硅材料

碳化硅价格低廉，在苛刻的条件下可以保持良好的热稳定性和化学稳定性。结合其强度高、导热率高、热膨胀系数低、耐腐蚀和抗氧化等材料优点，被用于许多工业应用。近年来在水处理方面，碳化硅因其具有强的抗污染能力和高的纯水通量而受到研究者的广泛关注。

与其他氧化物材料相比，研究人员发现SiC是优越的^[5]，因为它具有几个有利的性质，例如（1）特别亲水，因为它具有低水接触角并因此显示出高透水性；（2）低透膜压力差；（3）能够应用于几乎所有氧化物都失效的极其恶劣和腐蚀性的环境中；（4）渗透率可自由调节以适应特定的应用目的 。多孔SiC陶瓷可通过多种方法制造，包括部分烧结，碳热还原，聚合海绵的复制或热解 反应键合等。然而，碳化硅支撑体的制备仍然存在一些问题，主要的问题有三个：（1）碳化硅支撑体材料脆性较大，因此在支撑体使用过程中容易发生断裂；（2）碳化硅为共价化合物，Si-C键十分牢固，使得Si-C键需要很高的能量才能断裂以形成新键，这就导致了纯碳化硅烧结温度非常高，常达2000℃。而过高的烧结温度带来了制备成本远远增大，这限制了多孔碳化硅支撑体的产业化；（3）由于是高温烧结，SiC在高温下不可避免的会生成大量SiO₂，这使得碳化硅支撑体材料的耐碱性能下降。