自工业化以来,石油泄漏和工业有机污染物对人类健康、海洋和地表生态系统构成严重威胁。石油泄漏、工业废水及有害物质排放造成的污染已被公认为主要的环境问题之一。
除了含油废水,柴油汽油的储存的油库、工业生产过程中排出的含油类物质的废水污染、大气中的有害颗粒物污染、地表地下的有害重金属污染皆已成为一项严峻的全球性挑战。
近年来随着新材料新技术的问世,发泡材料及多孔结构的材料在空气过滤、颗粒物吸附分离、油水分离等介质间过滤分离领域的应用研究成为热点,为拯救环境危机做出重要贡献。
什么是商用海绵?
如今,水下机器人有望进行溢油清理作业,可以防止油扩散,能在十分钟内去除废水中 90% 以上的油微滴。其中承担油水分离使命的过滤器材质就是我们熟悉的海绵,从废水中捕获油后,海绵可以用溶剂处理,从而从海绵中释放油。将海绵中的油脂挤出后,可重复使用数十次而不会失去功效。
那么什么是过滤?过滤是通过保持固体和流体通过的多孔材料将固体和流体分离。重要的是要注意流体包括液体和气体。过滤器可以是化学的、生物的或物理的。过滤是发泡材料的重要特性。
过滤海绵也称网状海绵、爆破海绵、防尘海绵。海绵能够吸收超过自身重量30-100倍以上的油,可用于廉价且有效地清理漏油,而不会伤害海洋生物。海绵可以通过吸力连续使用,因此海绵吃的是水,挤出的是油。
如今商用的海绵有聚氨酯海绵、聚烯烃海绵、三聚氰胺海绵以及活性炭复合海绵等,由于其低成本、高孔隙率的三维 (3D) 结构,在海水和工业废水中的原油去除领域引起了极大的关注,具备低密度、优异的机械性能和显著的可重复使用性。
然而,商业海绵的两亲性质限制了它们在吸油处理过程中的应用。为了提高它们的吸油性能,需要改性处理得到疏水、亲油、对有害物质选择性过滤的海绵。这些新型、高效、低成本的海绵已在油水分离、空气净化、有害物质提取分离方面展现出强大的商业化用途。
* 带有聚结过滤器的油分离器使用聚氨酯海绵支撑,油和碳氢化合物颗粒在其上收集,直到它们的尺寸达到可以通过重力从流出物中沉淀下来。①分离区②积聚区③重沉淀物堆积区斯聚结过滤器 图源:Rototec
过滤泡沫的计量特性
· 净密度
净密度,以 kg/m³ 表示,是占给定体积的泡沫产品的重量。它是过滤泡沫的关键质量特征。高密度泡沫比低密度泡沫更坚固、更稳定。
· 抗压强度
泡沫材料的压缩强度是将材料压缩到其原始厚度的预定百分比(例如40%)所需的应力量。具有低压缩模量的过滤泡沫比具有高压缩强度的过滤泡沫更柔软且更柔韧。
· 断裂伸长率
断裂伸长率是材料变形能力的量度。它是在拉伸测试中确定的,即在受控条件下拉伸材料样品直至其断裂。断裂伸长率是发生断裂的伸长率,以原始样品长度的百分比表示。
· 抗拉强度
拉伸强度是拉伸试验中确定的另一个特性。将材料样品拉伸至断裂。发生断裂的应力是材料的抗拉强度。
* 开孔与闭孔聚氨酯泡沫
过滤泡沫的PPI
PPI是每英寸孔隙数 ,即每线性英寸的开孔数。水族和水族过滤器是具有不同 PPI的泡沫,可识别泡沫内的细胞数量。因此,PPI 10 等低计数意味着泡沫内的孔隙较少,因此泡孔更大且开放,为空气颗粒通过提供更大的空间。或者,PPI 计数越高,泡沫越致密,流动性越小,限制性越好。
* 图源:Zouch Converters
添加剂选项
多孔泡沫可以使用各种添加剂和处理方法制造,从而为您的最终产品的许多设计可能性打开了大门。通过有针对性地组合添加特定应用的吸附剂,可以开发和制造高质量、高容量和长期使用的的过滤介质或滤芯,这些添加剂有:
· 疏水处理
· 亲水处理
· 着色剂
· 颜色变化
· 抗菌/杀菌/抗静电
· 球形或颗粒状活性炭
· 化学吸附浸渍剂
· 各种离子交换剂
· 碳、饮用水、除臭
· 其他超吸收剂等
过滤泡沫的介质应用分类
基于添加剂和用途的不同,过滤泡沫分为机械、生物和化学三种类型,用于从碎片中过滤水。
· 机械泡沫介质
可筛除污垢、淤泥和所有其他类型的碎屑,以确保水清洁、清澈和健康。它们通常被切割并形成海绵和垫子。
· 生物泡沫介质
目的是利用其表面积让细菌菌落能够在其中传播。这种细菌对水生生物有益和有帮助,并以鱼类和植物废物释放的化学物质为食(对于水族造景者来说,这是必须的)。
· 化学泡沫介质
浸渍了一种额外的化学物质,如碳,以中和和消除异味,去除其他有害化学物质(苯酚和单宁),并对水进行抛光以保持水晶般清澈。
* 图源:API
过滤泡沫的重要应用
发泡及多孔过滤材料是空气、液体、化工、环保、能源、汽车等行业及民生领域广泛采用的关键材料和共性材料,过滤器材(过滤设备、过滤元件、过滤材料、助滤剂等)在汽车、石油化工、环保及上下游行业有着十分广泛的应用,攸关工艺过程及设备的安全可靠运行、生产效率的提升、能耗的降低和产品质量的保障,同时也是空气污染控制和水体污染控制系统的关键技术材料。
过滤泡沫的材质分类
聚氨酯、三聚氰胺、聚烯烃与活性炭海绵是常见的过滤材料,在日常过滤工程中广为应用。这与正在开发的其他类似技术不同,后者往往价格昂贵,难以扩大规模,或者需要使用碳纳米管和石墨烯等特殊材料。这种材料的广泛可用性和简单的制造工艺意味着该技术可以迅速扩大规模。
· 聚氨酯海绵
包括聚酯和聚醚泡沫。聚醚泡沫几乎不受与水接触的影响,是养鱼池、水族馆、废水处理设施等过滤的理想选择。聚氨酯海绵包括块状材料、卷材、片材、按尺寸切割的元件、冲孔部件或根据客户的规格制造的其他定制产品。多孔泡沫是使用专有或定制的原材料混合物与聚氨酯工艺制成的。不同的(改性)配方提供范围广泛的密度、孔隙率和柔软度。
* 图源:Wah Fung
· 三聚氰胺海绵
是一种超轻质多孔材料,可用于各种产品,包括家用清洁垫和绝缘材料。三聚氰胺海绵浸入含有少量称为 PDMS 的硅橡胶和溶剂己烷的溶液中来改性三聚氰胺海绵。这个过程的薄涂层排斥水,允许油被吸收到海绵中,使材料具有超疏水性和超亲油性。研究人员已经证明,这种新材料可以去除与水不混溶(不易混合)的油类和有机化学污染物,例如碳氢化合物、冷却剂和电力变压器的绝缘液、称为 PCB 的致癌化合物和某些杀虫剂。可以多次重复使用,可以很容易地用于清理石油泄漏和工业化学品泄漏。
* Basotect G+空气过滤海绵柱 图源:巴斯夫
· 活性炭泡沫
又称活性炭海绵,是一种空气过滤介质。活性炭泡沫由聚氨酯海绵和椰子壳或煤活性炭粉末构成。优质活性炭粘附在聚氨酯海绵上。活性炭泡沫的最低含碳量为 50%。高碳含量可确保高过滤和净化效率。活性炭泡沫具有不同的孔径,具有不同的空气过滤效率。不同的孔径可以适应更多的应用,满足更多的客户。活性炭过滤在去除水中的有机污染物方面最为有效,用于消除挥发性有机物、灰尘、雾气、异味和甲醛等。
* 均质的开孔 PUR 泡沫集成的粒状活性炭图源:talamon
· 聚烯烃海绵
网状泡沫结构的聚烯烃多孔片材可用于包括强酸性和强碱性溶液在内的恶劣环境下的液体吸收、液体保留、擦拭和过滤等应用。耐强酸强碱,也可用于氧化剂和一些溶剂。适用于各种液体的吸收和保留介质。由于其单一的结构形式,聚烯烃海绵板不会像纤维基材料那样出现绒毛和损失。除过滤应用外,聚烯烃海绵片材可利用片材的微细网状泡沫结构应用于多种用途:吸水、擦洗和擦拭材料、涂层和液体供应、保水、保液(含油、墨)、过渡、扩散等。
* 图源:AION Co.,Ltd
· 金属泡沫
用于过滤的开孔泡沫金属通常是使用开孔聚氨酯泡沫作为骨架生产的复制品。这些泡沫在热交换器、能量吸收、流动扩散和轻质光学器件中有着广泛的应用。极细的开孔泡沫在化学工业中用作高温过滤器。紧凑型热交换器中使用的金属泡沫以额外的压降为代价增加了热传递。然而,它们的使用允许热交换器的物理尺寸显著减小,因此也降低了制造成本。
* 图源:中实强业
· 泡沫陶瓷
陶瓷过滤泡沫是近年来作为一种新型金属熔体过滤器,以减少铸造缺陷而发展起来的,在金属铸造和铸造行业中发挥着至关重要的作用,用于过滤掉金属液中的杂质,以提高质量和性能的最终产品。即使是熔融金属中最轻微的非金属杂质也会对成品金属制品的性能和强度产生破坏性影响。这可能导致最终产品无法达到必要的质量标准;陶瓷过滤器在去除这些杂质和确保高质量铸件方面起着至关重要的作用。
* 图源:sata-fluxes
· 聚合物凝胶
聚合物凝胶,具有高度多孔的蜂窝状微结构,可以是有机的、无机的,也可以是多种表面化学物质的混合物,可以净化被石油和其他油类、铅等重金属、小分子和酵母等病原体污染的水。工业上用于海水淡化系统的电极,极端环境下它可以从池塘或湖泊中吸收水,然后在阳光下释放纯净水。
· 石墨烯泡沫及其它多孔复合材料
石墨烯泡沫用细小的管状石墨烯创造出来的一种石墨烯泡沫材料,拥有与钻石同等稳定性的蜂窝状结构。具有优于无机材料的机械、热学和电学特性,其抗生素特性可抑制细菌的形成。这些特性解释了石墨烯非常适合作为吸附剂吸附重金属离子或挥发性有机污染物。
同时一些全新的多孔材料呈现出一系列与致密材料不同的优良特性,多孔结构纳米纤维基薄膜、碳、海绵、气凝胶等材料在现代工业多个领域中已经获得广泛的应用。
* 用于水和空气净化的纳米多孔碳泡沫 图源:x-mol
改性制造技术
· 网状结构:
网状化是一种后发泡处理,可去除闭孔泡沫中的孔壁,形成开放的孔网络,允许流体按照过滤介质的要求通过。孔密度,以每英寸孔数 (PPI) 表示,是相邻孔紧密度的量度。PPI 10 泡沫的孔隙相距很远;PPI 80 泡沫的那些间距更紧密。
网状化在反应器中进行。将闭孔泡沫块或辊与氢气和氧气的可燃混合物一起放置在反应器中,然后将其加压并点燃。由此产生的爆炸以受控的强度进行,将细胞壁吹灭,而不会损害股线结构或过滤泡沫基质的性能。结果是具有所需孔结构的开孔泡沫。
* 该对比显示了闭孔泡沫结构和由网状结构产生的开孔泡沫结构。上方为原始封闭结构,下方为网状结构后的开孔结构。图源:EMW filtertechnik GmbH
· 两步预聚物工艺
开孔泡沫可以使用两种不同的工艺制造——传统的“一次性”工艺和两步预聚物工艺。虽然使用“一次性”工艺制成的泡沫用于家具和汽车座垫,但使用两步预聚物工艺制成的泡沫用于先进的伤口护理、患者定位和化妆品等独特的应用。 这对于过滤性的聚氨酯、三聚氰胺以及复合海绵的更改性增强显而易见。使用独特的两步工艺制造开孔泡沫,该工艺由反应过程中释放CO2气体产生复杂的全方位孔隙网络。
* 图源:Porex
· 烧结
烧结技术是制造筛板/滤片/滤芯的成型技术,是使用热和压力的组合将材料粘合在一起而制成的。目标不是熔化或改变材料的主要特性,而是创造适合特定用途的多孔材料,如过滤净化与分离。烧结多孔塑料可以由多种材料制成。材料的选择基于最终产品的需求,是初始设计和工程过程的关键部分。聚乙烯 (PE)、聚丙烯 (PP)、聚四氟乙烯 (PTFE)、聚偏二氟乙烯 (PVDF)等等,是用于设计烧结多孔塑料的常见材料,可以提供亲水/疏水、软质/硬质、粗糙/光滑、双层/单层、混合烧结以及其它材料无缝拼接等先进工艺。如今多孔塑料烧结技术已扩展到烧结微孔、中型和大型滤芯。
* 图源:逗点生物
· 碳纳米管
碳纳米管是由石墨层巻曲而成的无缝纳米管状晶体。近年来,纳米碳纤维海绵及碳纳米管(CNF/CNT)实现了商业性生产,具有轻质、导电、疏水、高孔隙率和柔性等特性。其良好的吸附性能已引起了过滤/分离行业的普遍重视,主要应用于纳米结构过滤器的网状或泡沫型聚合物。碳纳米管海绵可作为导电多孔骨架用于锂离子电池、超级电容器、催化等储能材料,也可直接用于吸附、过滤等环境处理。
* 碳纳米管海绵电镜图 图源:吉仓纳米
· 光催化剂
光催化剂,也叫光触媒,是一种纳米级粉末,具有几种对光敏感的纳米级半导体,用于保证足够的曝光和通风。它能够使用紫外线净化空气和分解有毒物质而不会留下任何形式的污染,因此它对环境友好。
通过高端技术,光触媒海绵在生产过程中以二氧化钛为原料,被用于生产PU泡沫、纸蜂窝、铝的基材。对载体进行再加工和组合可以帮助消除醛类、苯、碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳等有毒物质。光触媒海绵除了具有抗菌作用外,它还可以将有毒物质分解成无害的H2O和CO2。
* 光催化过滤海绵 图源:pusponge
•溶液喷射纺丝技术
它与常用的静电纺丝方法不同,溶液喷射纺丝技术是以高速气流为驱动力拉伸聚合物溶液,从而得到微纳米级别的纤维。由于溶液喷射纺纳米纤维海绵具有独特的三维卷曲结构,有较高的孔隙率和比表面积,且设备操作简单、成本低,因此其在空气过滤和污染物吸附方面具有良好的应用前景。例如,研究人员将纳米纤维大规模涂覆在窗户屏幕上,制备了一种透光率达到80%以上的透明空气过滤器,去除PM2.5的效率水平可以达到99%以上。
应用广泛的过滤净化案例
· 室内HAVC空气过滤器
有效过滤是影响从供暖和通风 (HVAC) 系统到废水和水过滤的广泛应用的性能、效率和维护的关键因素。确保使用正确的过滤介质不仅可以达到最佳效果,还可以延长设备的使用寿命。
空气过滤器是用于去除对健康和生态系统有害的空气中的颗粒、污染物和微生物的设备。在工业设施中,空气过滤器可保持产品和材料的质量并保护关键设备免受损坏。洁净室环境严重依赖空气过滤器来控制颗粒数量。泡沫空气过滤器由繁多的网状聚醚和聚酯开孔泡沫制成。它们的特征在于它们的每英寸孔隙数 (PPI),即每线性英寸的开孔数。具有较高 PPI 的泡沫过滤器比相同厚度的具有较低 PPI 的泡沫过滤器具有更低的气流阻力。它们还具有较低的效率,因为它们具有较大的开孔并且具有较少的过滤材料来扼杀颗粒。空气在通过泡沫过滤器的深度时逐渐被净化。
* 图源:foamconversion
· 水族馆、池塘内过滤器
水族馆和池塘是水不能自由流动的人工栖息地。这意味着由于水量与鱼类和植物生命的数量之间的关系,需要技术来维持鱼类和水生植物生存的条件。大多数鱼友将依靠过滤器来去除和清洁鱼缸或池塘内的毒素和废物。过滤器用于从气体或液体流中分离出固体。待过滤的介质流经过滤材料,该过滤材料对介质的颗粒产生阻力。除了那些大于过滤器单元尺寸的颗粒外,甚至更小的颗粒也会被捕获。在这种情况下,使用了特殊的开孔 PUR 软质泡沫材料。这些过滤泡沫材料具有所谓的“受控孔”,即定义的、均匀的孔尺寸,可根据应用而有所不同。特殊的化学或物理方法可以进一步增加开放的蜂窝结构。
* 图源:mixdstyle.shop
·海水工厂化养殖废水处理
随着海水养殖技术水平的提高和市场需求的扩大,近10年来我国海水工厂化养殖得到了迅速发展,养殖废水中所含的剩余饵料、化学品残留物、以及富含氮、磷、有机质和毒性物质的养殖生物排泄物会加剧养殖邻近海域海水富营养化程度和水质污染,引发有害赤潮等海洋生态环境问题,同时水体污染反过来制约水产养殖的发展。泡沫分离技术已在工业废水处理中得到广泛应用,不仅可以将蛋白质等有机物在未被矿化成氨化物和其它有毒物质前就已被去除,避免了有毒物质在水体中积累,而且可向养殖水体提供所必需的溶解氧,对维护养殖水体生态环境有良好作用。
· 用于废水过滤的 PUR 泡沫制成的插件
由网状 PUR 醚泡沫制成的插件,用于小型过滤系统或化粪池中的废水过滤。此外,还使用了由具有不同孔尺寸的泡沫材料制成的组合过滤器。过滤泡沫材料通常是网状的,但也可以是非网状的。网状化是指增加开孔结构并因此增加泡沫材料渗透性的物理过程。以低成本切割成尺寸或模切到精确的轮廓;或者水射流切割或切割成型。具有不同泡孔尺寸的泡沫材料可以与开放式透水过滤无纺布粘合在一起。
· 带活性炭海绵的 HEPA 过滤器
从家中去除难闻的难闻气味可能很困难,但最好的策略是使用由活性炭泡沫系统支持的 HEPA 过滤器。优质活性炭海绵材料高碳含量可以保证高过滤效率、高吸收效率和高净化效率。含碳量高、过滤效率高的活性炭泡沫主要用于消除和去除空气中的异味。活性炭泡沫主要用于消除和筛选有毒有机物、异味、雾气、甲醛、灰尘等。
* 图源:carbon-filter
· 用于厨房油烟净化
泡沫过滤器用于厨房油烟净化过滤的各类设备中,净化效率高、使用管理方便的为过滤吸附式油烟净化器,该设备主要是通过过滤材料对油烟颗粒的拦截、吸附来实现对油烟空气的净化过滤。在用于油烟过滤的材料中,聚酯、丙纶等聚合物泡沫或无纺布过滤材料质轻、过滤净化效率较高。可以过滤厨房中的非常强烈的烹饪气味以及油烟。
· 用于商用车结构的过滤泡沫制成的组合插件
插入物由过滤泡沫制成。组合插件由顶部和底部组成,用于气动叉车进气区域的空气过滤。过滤泡沫材料具有确定的、均匀的孔尺寸,通常以 PPI(每英寸孔数)测量。根据应用和要过滤的介质,建议使用不同的细胞尺寸。酯泡沫材料的 PPI 范围为 10 至 90,醚泡沫材料的 PPI 范围为 10 至 55。顶部和底部以低成本模切成精确的轮廓,并使用应用于顶部的自粘胶精确地粘合在一起。
* 图源:Oskar Pahlke GmbH
泡沫空气过滤器具有很高的污垢保留能力,这使其成为汽车进气系统中理想的排气过滤器和过滤器。它们捕获并保留大颗粒,例如灰尘、污垢和碎屑。通过使用过滤油,进一步提高了过滤效率和污垢保持性。此外,泡沫空气过滤器易于清洁和清洗,并且可以回收多次使用。
· 航天机舱空气压缩机
飞机作为乘客的交通工具和机组人员的工作场所,在机舱内供应来自发动机的空气压缩机单元的新鲜空气成分、引气和再循环成分。该空气作为标准通过颗粒过滤器元件。为了显著提高空气质量并在发动机发生故障时提供额外保护,开孔泡沫过滤介质在数千个运行小时内可靠地去除再循环空气中的分子气味和污染物成分。驾驶舱内的情况有些不同,因为它只供应来自发动机空气压缩机单元的新鲜空气。在这里,泡沫过滤介质可去除可能进入的任何分子污染物。
· 用于电子行业的由 PUR 泡沫制成的滤芯
由网状 PUR 酯泡沫制成的插件,用于从空气中过滤掉粗到细的污垢颗粒。此外,还使用由具有不同单元尺寸的泡沫材料制成的组合过滤器,例如用于制造开关柜。基于聚酯的泡沫材料以其非常规则的蜂窝状结构和对油和油脂的高耐受性而著称。以低成本切割成尺寸或模切成精确的轮廓,适用于更大的系列;或者水射流切割或切割成型。也可作为片材使用。具有不同泡孔尺寸的泡沫材料可以用开放的、透气的无纺布粘合在一起。
* 图源:pahlke-schaumstoffe.de
· 防护面罩
在身体休息时,年轻人的平均呼吸量约为 0.5 升。在轻度体力消耗下,音量稍高一些。在每分钟 14 次呼吸时,每分钟要净化的空气量在 7-10 升之间,因此一小时内最多可净化 0.6 立方米。柔性泡沫滤芯可以相对较低的呼吸阻力和相对较小的空气流量在呼吸空气净化中起着决定性的作用,并且可以在呼吸防护面罩的相对较小的结构体积中适应较长的过滤器使用寿命。除了军用呼吸防护外,工作场所的呼吸防护(例如焊接工作)也非常重要。通常必须去除强烈的气味和有害物质,因此健康保护是最重要的。
· 药品
高频手术刀和激光手术刀等现代手术方法已使用多年。通过这些方法,通过集中热能精确切割组织,同时密封血管。在此过程中会产生各种有害气体、气溶胶和烟雾颗粒,必须有针对性地进行提取和分离。抑菌海绵扁平过滤介质用于吸附去除有害气体,例如苯酚、甲苯、甲酚、甲醛、氰化氢等。这些为手术室工作人员和患者提供了最大可能的安全性,以保护他们免受产生的有毒气体的侵害。
· 微电子制造
保护用于制造高灵敏度微电子元件的各种生产环境需要高质量的空气处理。这需要在最低污染物浓度下具有出色动力学和高容量的过滤介质。在聚合物泡沫介质中结合几种特定的吸附剂来对抗有害气体,可以使用各种类型的活性炭和离子交换剂,泡沫过滤介质能够可靠地去除 AMC(气载分子污染物)。这包括酸性污染气体、碱性污染气体以及挥发性碳氢化合物。
· 核废料与重金属处理
核武器废弃燃料排放到海洋、水库和含水层的铀可对人类造成肾脏损伤、癌症风险和神经行为不健康,除此,还有铬、镉、砷、铅、汞、镭和铀等已被证明毒性,且用于这类环境污染的修复方法有限且昂贵。石墨烯泡沫被证明可以从水中提取铀和其他重金属。通过向泡沫中发送电荷、分解水并释放氢气,它们可以提高局部 pH 值并引发化学变化,从而将铀离子从溶液中拉出。石墨烯泡沫在海水中也能发挥作用,它将铀浓度从百万分之 3 降低到 19.9 ppb,表明盐水中的其他离子不会干扰过滤。使其对其他重金属(如铅、汞和镉)具有选择性的过滤分离。也可以改善废水中的水油分离,防止结垢。
* 图源:graphene-flagship
· 用于油水分离
近年来,原油或有机化工品的泄漏造成了经济损失、石化资源浪费和严重的环境污染,对海洋生态环境和人类健康造成了极大的威胁。然而,现有的原油清理方法无法将优良的修复性能与环境保护相结合。通过在广泛的发泡与多孔材料(聚氨酯、气凝胶、石墨烯)中掺入了碳纳米管(CNTs),对重油的吸收率高达97%,或者通过顺序渗透合成 (SIS) 的技术——一种经过化学工程设计的可以从水中获取油分子的结构。这些创新的研究工作不仅为重质原油泄漏修复和回收提供了一种高效、环保的方法,而且对深色生物基聚合物的高价值利用提供了新的思路。
* 一种用于原油泄漏修复的高效碳纳米管(CNT)改性木质素基聚氨酯吸附材料。图源:中科院宁波材料技术与工程研究所
· 泡沫陶瓷过滤金属熔体
从金属熔体中去除非金属夹杂物是生产高质量铸件的关键步骤,铸件必须满足强度、韧性和机械加工性方面的严格要求。为了分离不需要的杂质,液态金属通常通过陶瓷泡沫过滤器 ,其中夹杂物附着在复杂的支柱网络的表面。泡沫陶瓷过滤器 (CFF) 用于过滤金属熔体,以去除降低铸件材料性能的有害杂质。陶瓷泡沫过滤器铝可以有效去除铝液中的大夹杂物,吸附微米级的细小颗粒,可以改善表面质量,改善产品性能,改善微观结构,提高成品率。广泛应用于铝材、铝箔、铝合金等生产领域。
* 图源:Adtech
· 泡沫紫砂用于石油化工
泡沫紫砂采用先进的孔径控制技术和特殊的成形方法,可制造从数纳米到数毫米孔径范围的多孔紫砂系列产品。泡沫紫砂具有孔径分布均匀、强度高、耐高温、耐化学腐蚀、热稳定性好和过滤效率高等特点,是面向含油废水处理及稳定油水乳化液分离而开发的高分离效率、高渗透通量、耐油污染及易清洗再生的修饰紫砂超滤膜。处理高浓度含油废水(>1g/L)时的稳定渗透通量增加200%,油截留率超过99%。可广泛应用于石油化工、环保、冶金铸造、轻工食品行业。
· 泡沫金属用于油气分离
油气分离器,也称为除油器,是发动机润滑系统设计的重要组成部分。用于燃气轮机驱动的飞机和高性能车辆。它使用坚固的过滤器将变速箱内的油雾转化为液态油和清洁空气;液态油被重新用于润滑和清洁空气排放到环境。它们有助于减少石油消耗、降低排放并通过提高石油回收率来节省资金。
泡沫金属是一种出色的飞机油气分离器材料,因为它可定制以实现高表面积体积比和更高的弯曲度,同时重量轻且结构完整性高。相互连接的韧带的高表面积形成了一条曲折的路径,没有清晰的视线穿过材料,迫使雾气与结构反复发生物理相互作用,以获得最大的分离潜力。
当然,用作厨房油烟处理它或许是海绵和纤维的替代品,多孔泡沫金属的孔隙率为96%-98%,孔径为30-50PPI。具有抗菌防霉性能的、含多孔泡沫金属的油烟过滤材料是抽油烟机的升级选择,另一个优选方式,用于获得多孔泡沫金属所使用的金属原材料包含但不限于铁、铜、铝、镍中的一种或合金。
· 其他潜在用于应用
永远不要低估发泡及多孔材料的应用潜力,凡是有过滤的地方就有他们的贡献:下面为我们展示了过滤海绵海陆空应用的全景图。
1、炼油厂
2、枢轴灌溉
3、垃圾填埋场 - 渗滤液
4、人造雪
5、矿业
6、农业灌溉
7、发电和水电大坝
8、园林绿化和高尔夫球场灌溉
9、养鱼场
10、造纸工业
11、暖通空调系统
12、灰水应用
13、海水过滤
14、冷却塔、侧流和全流应用
15、超滤和反渗透保护
16、压载水过滤
17、石油工业
* 图源:filternox
关键词:# Interfoam发泡者联盟 # 过滤海绵 # 碳纳米管 # 活性炭 # 聚烯烃 # 气凝胶 # 金属泡沫 # 泡沫陶瓷 # 石墨烯 #