陶瓷膜(ceramic membrane)又稱無機(jī)陶瓷膜，是以無機(jī)陶瓷材料經(jīng)特殊工藝制備而形成的非對稱膜。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，該稱謂實(shí)為非人士對陶瓷膜英文簡稱的一種錯誤表述。管式陶瓷膜管壁密布微孔，在壓力作用下，原料液在膜管內(nèi)或膜外側(cè)流動，小分子物質(zhì)（或液體）透過膜，大分子物質(zhì)（或固體）被膜截留，從而達(dá)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(jù)在一定的膜孔徑范圍內(nèi)，滲透的物質(zhì)分子直徑不同則滲透率不同，以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動力，膜為過濾介質(zhì)，在一定壓力作用下，當(dāng)料液流過膜表面時，只允許水、無機(jī)鹽、小分子物質(zhì)透過膜，而阻止水中的懸浮物、膠和微生物等大分子物質(zhì)通過。陶瓷膜具有分離效率高、效果穩(wěn)定、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐酸堿、耐有機(jī)溶劑、耐菌、耐高溫、抗污染、機(jī)械強(qiáng)度高、再生性能好、分離過程簡單、能耗低、操作維護(hù)簡便、使用壽命長等眾多優(yōu)勢，已經(jīng)成功應(yīng)用于食品、飲料、植（藥）物深加工、生物醫(yī)藥、發(fā)酵、精細(xì)化工等眾多領(lǐng)域，可用于工藝過程中的分離、澄清、純化、濃縮、除菌、除鹽等。

陶瓷膜分離工藝是一種“錯流過濾”形式的流體分離過程：原料液在膜管內(nèi)高速流動，在壓力驅(qū)動下含小分子組分的澄清滲透液沿與之垂直方向向外透過膜，含大分子組分的混濁濃縮液被膜截留，從而使流體達(dá)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復(fù)合膜。用于分離的陶瓷膜的結(jié)構(gòu)通常為三明治式的：支撐層（又稱載體層）、過渡層（又稱中間層）、膜層（又稱分離層）。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(jī)械強(qiáng)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%。整個膜的孔徑分布由支撐層到膜層逐漸減小，形成不對稱的結(jié)構(gòu)分布。

多孔膜

多孔陶瓷膜的構(gòu)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(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室研究。管式膜組合起來形成類似于列管換熱器的形式，可增大膜裝填而積，但由于其強(qiáng)度問題，已逐步退出工業(yè)應(yīng)用。規(guī)模應(yīng)用的陶瓷膜，通常采用多通道構(gòu)型，即在一圓截面上分布著多個通道，一般通道數(shù)為7、19、37等。無機(jī)陶瓷膜的主要制備技術(shù)有：采用固態(tài)粒子燒結(jié)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、采用專門技術(shù)（如化學(xué)氣相沉積、無電鍍等）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(jī)械強(qiáng)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(yīng)用廣泛。某課題組主要對以氧化鋁和特種燒結(jié)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(tǒng)和深入的研究，得到滲透性能、機(jī)械性能及耐腐性能統(tǒng)一的支撐體。他們還以原料性質(zhì)預(yù)測支撐體的孔結(jié)構(gòu)為目標(biāo)，以支撐體的制備過程和微觀結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，建立了原料性質(zhì)與支撐體孔隙率、孔徑分布之間的計(jì)算方法，為特定孔結(jié)構(gòu)支撐體的定量制備提供了理論依據(jù)。

過濾膜

2004年8月，由北京邁勝普技術(shù)有限公司與山東魯抗醫(yī)藥有限公司研制的陶瓷膜過濾系統(tǒng)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(yùn)用于抗生素生產(chǎn)。抗生素的分離提純，必須經(jīng)過對發(fā)酵液的過濾和對濾出的藥液進(jìn)行樹脂交換。許多抗生素生產(chǎn)企業(yè)對氨基糖苷類抗生素發(fā)酵液的分離提純均采用真空轉(zhuǎn)鼓過濾器，這種工藝需先將發(fā)酵液酸化調(diào)至一定的pH值，然后用敷設(shè)助濾劑層的真空轉(zhuǎn)鼓過濾器進(jìn)行預(yù)過濾，再用板框進(jìn)行復(fù)濾及樹脂交換。采用這種工藝不僅過程繁瑣，而目有效成分收率低，僅過濾和樹脂交換過程的收率損失達(dá)30%。

而運(yùn)用“邁勝普”與“魯抗”共同研制的陶瓷膜過濾系統(tǒng)分離提純某種抗生素，卻能使有效成分在過濾過程的收失損提高近5%，在樹脂交換過程中的收率提高10%以上。 西方發(fā)達(dá)在食品工業(yè)、石油化工、環(huán)境保護(hù)、生化制藥等許多領(lǐng)域?qū)δぜ夹g(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，而用無機(jī)材料制成的過濾膜的發(fā)展前景有可能比有機(jī)過濾膜更好。對于面臨抗生素政策性降價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(xiàn)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(yīng)性的透明鍍陶瓷膜。這種膜盡管價格較高，物理性能還有待進(jìn)一步改進(jìn)，但可預(yù)期在不遠(yuǎn)的將來它將在食品包裝材料中占據(jù)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，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(jù)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、較好的可透過微波性與良好的環(huán)境保護(hù)性以及良好的機(jī)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，在制取過程中，仔細(xì)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(fù)合，因?yàn)镻ET膜作為基材料，當(dāng)其氧化硅表而直接熔融聚乙烯高溫涂布或復(fù)合時，易趨向于伸長，從而破壞氧化硅表面層，導(dǎo)致阻隔性下降。同時，由于技術(shù)工藝上的問題，PET膜在鍍陶瓷過程中有時會發(fā)生卷曲，從而影響膜的質(zhì)量。當(dāng)然，這類問題正得到解決。

鍍陶瓷膜首先用作細(xì)條實(shí)心面的調(diào)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(yù)計(jì)還可用在微波容器上作為蓋材，在調(diào)味品、精密機(jī)械零配件、電子零件、藥物和醫(yī)藥儀器等方而作為包裝材料。隨著加工技術(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(yīng)用。

電池膜

“863”計(jì)劃固體氧化物燃料電池(SOFC)項(xiàng)目經(jīng)過對新型中溫固體氧化物陶瓷膜燃料電池的長期研制，把陶瓷膜制備技術(shù)開拓應(yīng)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)無機(jī)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(nèi)阻，提高了有用功率的輸出，不需要高溫的條件下實(shí)現(xiàn)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)，同時降低了成本。此類陶瓷膜燃料電池具有廣闊的應(yīng)用前景。

隔熱膜

2004年8月，基于金屬膜對無線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名工業(yè)研究機(jī)構(gòu)共同開發(fā)融入納米蜂窩陶瓷技術(shù)，并將韶華科技獨(dú)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(dú)一無二的琥珀陶瓷隔熱膜，解決了金屬膜無法逾越的技術(shù)問題。對無線電信號無任何干擾，特別是衛(wèi)星的短波信號，絕不氧化，因?yàn)樘沾沙鯇こ５姆€(wěn)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，陶瓷隔熱膜絕不會像染色金屬會發(fā)生褪色現(xiàn)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，擁有舒適的視覺效果。琥珀納米陶瓷隔熱膜先應(yīng)用于美國的航天飛機(jī)和國際空間站，而后廣泛應(yīng)用于汽車、建筑、海事等各個領(lǐng)域。由于技術(shù)敏感，直到2003年該產(chǎn)品才在中國銷售。