碳化硅過濾器和多孔膜：工藝、性能、性能和應用綜述

碳化硅（SiC）的生產始于一個多世紀前，通過將石英砂混合物加熱為二氧化硅（SiO）2）和根據艾奇遜工藝在鐵碗中的焦粉（碳）[1]。從那時起，已經開發了其他合成方法來生產SiC納米結構[2]或大孔整體[3，4]。此外，多孔SiC陶瓷的不同加工路線已被應用，以滿足孔隙率，孔徑和互連程度的相關要求[5，6]。多孔SiC陶瓷也可以通過添加有機模板[7]，犧牲孔形成器[8]，直接發泡[9]或反應燒結[10]來生產。如果使用SiC粉末作為起始材料，這些方法需要高溫（≥1500°C）[4，11]。

SiC一直在進軍過濾器和多孔陶瓷膜應用。事實上，這一細分市場主要由氧化鋁（Al2O3） [12]， 氧化鋯 （ZrO2） [13]， 二氧化鈦 （TiO2） [14] 和二氧化硅 （SiO2) [15].與氧化物過濾器和多孔膜相比，SiC過濾器和多孔膜具有獨特的特性，包括耐高溫，并且在某些應用中提高了化學穩定性。因此，SiC過濾器和膜正在成為廢水，能源，氣體凈化，氣體分離，食品和制藥等加工行業中氣體和液體分離的組成部分。過濾器阻止顆粒通過，同時允許氣體通過;多孔無機膜已被用于通過稱為分子大小排阻的機制分離氣體或液體。

本綜述論文的范圍是關于SiC過濾器和多孔膜。它首先總結了用于制備SiC和SiC復合基板的材料和工藝，包括與孔結構和機械性能相關的燒結和結構方面。基材主要用作過濾器，而相同的基材也用于制備膜。因此，還討論了涂覆SiC薄膜頂層的主要工藝。隨后，本文重點研究了與SiC過濾器和膜中氣體和液體輸運相關的傳遞現象。討論考慮了過濾器中的氣體傳輸與結構特性，以及一些重要氣體分離過程的膜中的羅布森圖。鑒于SiC過濾器和膜的工業部署的重要性，還解決了熱穩定性和化學穩定性。這篇綜述論文探討了分離工藝的應用和潛在的挑戰。特別值得關注的是，討論了不同形狀（即管、平板、多通道和蜂窩）的SiC過濾器和膜的工業生產。總體而言，本文重點介紹了SiC過濾器和多孔膜的生產，結構性能，挑戰和工業應用的最新進展。