【正文】 瓷將成為目前世界上最好的 隔熱材料 “超能隔熱材料”，其傳熱系數(shù)比硬質(zhì)聚甲 酸乙酯泡沫還要低千倍。 多孔陶瓷應(yīng)用于節(jié)能隔熱及熱污染治理 熱污染 是指 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和生活中排放的廢熱所造成的環(huán)境污染 ， 對(duì)大氣、水體、人類都能帶來極大的危害。作為吸音材料， 要求多孔陶瓷要有較小的孔徑 (20～150tma)，高的氣孔率 (60％ )以及較高的機(jī)械強(qiáng)度 [23]。 而多孔陶瓷具有相互貫通的孔穴且與外界連 通，又具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，因此 多孔陶瓷可作為一種優(yōu)良的吸聲材料。 由此可推出， 將 多孔 陶瓷汽車尾氣催化凈化器安裝在汽油車排氣管中，可以使汽油車排出的 CO、 NO有害氣體轉(zhuǎn)化成 無毒的 CO H2O和 N2，大量實(shí)驗(yàn)證明其轉(zhuǎn)化率在 90%以上；將其 用在柴油車上，碳粒凈化率在 50%以上 [2122]。由于 多孔 陶瓷具有比表面積高、熱穩(wěn)定性好 、 耐磨、不易中毒、低密度，已 被 廣泛作為汽車尾氣催化凈化器載體使用。此除塵器的殼體及結(jié)構(gòu)件均由耐熱鋼制成，過濾元 件為多 孔陶瓷制品，性能關(guān)鍵件由不銹鋼制成，密封部件 為陶瓷纖維制品，故除塵器具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損 、使用壽命長(zhǎng)及操作簡(jiǎn)易等優(yōu)點(diǎn)， 最終的除塵效率為 %， 是工業(yè)窯爐高溫?zé)焿m治理的理想設(shè)備 。 如果采用耐高溫而且有足夠強(qiáng)度和抗熱震性能的高 滲透性多孔陶資材料， 則可很好地滿足上述的使用要求。但孔徑太小又影響其滲透量，所以應(yīng)將氣孔孔徑控制在一定范圍 [18]。提高曝氣效果，重要的是使廢水中的微小氣泡能夠均勻分布并發(fā)泡。該方法是在廢水中通人好氧微生物并作曝氣處理，使廢水中的有機(jī)物得以分解和凈化。 （ 2） 利用多孔陶瓷 處理結(jié)果 王寶沂 [16]等經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)研究 表明， 采用內(nèi)部填充多孔蜂窩陶瓷填料的生物濾池與其他處理工藝組成的組合系統(tǒng)相比，微生物種類豐富，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，具有快速的兼性和好氧反硝化效果，對(duì)反硝化脫氮工藝具有積極的參考和借鑒意義。因此，生物濾池內(nèi)的濾料成為濾池能否成功運(yùn)行的關(guān)鍵因素之一，要求其必須具有較大的比表面積和優(yōu)良的表面特性，同時(shí)必須滿足一定的力學(xué)性能要求。 處理生活污水或工業(yè)廢水 （ 1） 作為生物濾池 填料 的應(yīng)用原理 生物濾池是一類兼具過濾作用與生化處理作用、采用固定生物膜技術(shù)的好氧、缺氧生物反應(yīng)器，適用于生活污水或工業(yè)廢水處理。該過程是吸附、表面過濾和深層過濾相結(jié)合的過程 [14]， 并主要以吸附為主。 但是，目前在重金屬離子廢水處理的各種方法 中， 普遍存在著運(yùn)行成本高昂、管理手段繁瑣、效率低下、有可能造成二次污染等缺陷。 （ 3） 利用多孔陶瓷處理 結(jié)果 采用多 孔陶瓷板處理火電廠沖渣廢水的工藝，廢水通過微孔陶瓷板過濾處理后，懸浮物 (SS)凈化率可達(dá) 91%~97%，化學(xué)需氧 量 (COD)去除率 89%~95%，出水懸浮物濃度 10～ 15mg/L，達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。多孔陶瓷過濾板 [1213]由石英、氧化鋁、碳化硅等成 分為骨料，摻雜 一定比例的粘結(jié)劑、成孔劑、稀土抗 蝕劑， 經(jīng)高溫?zé)贫伞?即使使用 沉淀除渣或與機(jī) 械脫水相結(jié)合的工藝， 處理后 的 水質(zhì)仍難以滿足國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。 同時(shí) ，它也是一種很有發(fā)展前景的生態(tài)環(huán)境材料，在環(huán)境治理和除污防毒工程中得到了廣泛應(yīng)用和推廣 。 這些指標(biāo)與多孔陶瓷濾料在環(huán)境污染治理方面的應(yīng)用密切相關(guān) [12]，一般在保證機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，盡可能要求較高的孔隙率、較大的比表面積、較窄且均勻的孔徑。 多孔陶瓷材料的基本參量包括孔隙率、孔徑與孔徑分布、孔隙形貌、孔隙特性、比表面積等 5個(gè)方面 [11]。 (4)溶膠 凝膠工藝 [10]。 (3)發(fā)泡工藝 [9]。 (2)添加造孔劑工藝 [10]。 多孔陶瓷常用的制備工藝如下： (1)有機(jī)（聚合物）泡沫浸漬工藝 [9]。 多孔陶瓷的制備工藝及 其表征指標(biāo) 多孔陶瓷的首要特征是其多孔特性，制備的關(guān)鍵和難點(diǎn)是形成多孔結(jié)構(gòu)。 (6)自身潔凈狀態(tài)好，無毒無味、無異物脫落，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。 (4)孔隙率高，可達(dá) 20％ 95％ ， 且孔徑分布均勻和大小可控，滲透率高。 (2)強(qiáng)度 大， 剛度高，即在氣壓、液壓或其他應(yīng)力負(fù)載下，孔隙形狀與尺寸不會(huì)發(fā)生變化。 2 多孔陶瓷材料的概述 多孔陶瓷材料是以剛玉砂、碳化硅、堇青石等優(yōu)質(zhì)原料為主料， 經(jīng)過成型和特殊高溫?zé)Y(jié)工藝制備的一種內(nèi)部具有大量彼此相通并與材料表面也相貫通的孔隙結(jié)構(gòu)的陶瓷材料 。 早在 20世紀(jì) 70年代，多孔陶瓷就已 作為細(xì)菌 過濾元件使用。 環(huán)境保護(hù)與陶 瓷材料之間存在著許多不解之緣。環(huán)境保護(hù)已成為制約社會(huì)進(jìn)步和發(fā)展的瓶頸。 performance。 application。 關(guān)鍵詞 多孔陶瓷；環(huán)境治理；應(yīng)用；性能；前景； Abstract Pores of porous ceramics is a kind of new ceramic materials based phase, due to its excellent physical and chemical properties, have been widely used in chemical, petroleum, metallurgy, textile, pharmaceutical, food machinery, cement and other industries, has cause material workers are highly valued. With the increasing environmental problems in recent years, porous ceramics are turning to environmental governance, this article highlighted the plight of porous ceramics in environmental protection applications. This paper introduces the concept of porous ceramic materials, excellent features, Preparation and characterization parameters. Focuses on the porous ceramic material in the waste water treatment, air pollution control, noise control, energysaving insulation and solid waste management and other aspects of applied research status, and its current problems in the research process a simple explanation, which made a porous ceramic material future prospects and trends. Keywords porous ceramics。 本文簡(jiǎn)要介紹了多孔陶瓷材料的概念、優(yōu)良特性、制備工藝及 表征 參量 。 摘 要 多孔陶瓷是一種以氣孔為主相的新型陶瓷材料 ，由于其具有優(yōu)良的物理化學(xué)特性，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于 化工、石油、冶煉、紡織、制藥、食品機(jī)械、水泥等各個(gè)行業(yè) ，已引起材料工作者的高度重視。隨著近幾年環(huán)境問題的加劇， 多孔陶瓷開始轉(zhuǎn)向于環(huán)境治理方面，本文著重講述多孔陶瓷在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用。重點(diǎn)講 述了多孔陶瓷材料在廢水處理、大氣污染治理、 噪聲控制 、 節(jié)能隔熱 以及固體廢棄物的治理 等方面的應(yīng)用研究現(xiàn)狀 ， 并對(duì)其目前研究過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了簡(jiǎn)單 闡釋， 從而提出了多孔陶瓷材料未來的發(fā)展前景及趨勢(shì)。 environmental governance。 prospects 。 1 前 言 環(huán)境是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)， 而隨著社會(huì)的發(fā)展，地球變暖、臭氧空 洞、水土大氣 污染、熱帶雨林破壞以及由工業(yè)、生活廢棄物所帶來的種種環(huán)境污染均在日益加劇。提倡綠色環(huán)保理念，實(shí)現(xiàn)無污染的綠色化工業(yè)生產(chǎn)是人類文明、科技進(jìn)步的體現(xiàn)和象征 。多孔陶瓷作為一種新型陶瓷材料，以特殊的多孔結(jié)構(gòu)而表現(xiàn)出許多特殊性能，如：滲透性、高比表面積、低熱導(dǎo)率等 [1]，還具備普通陶瓷材料特有的耐高溫、耐腐蝕、高化學(xué)穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性， 使多孔陶瓷被 用作過濾、分離、擴(kuò)散、布?xì)狻⒏魺?、吸聲、化工填料、生物陶瓷、化學(xué)傳感器、催化劑和催化劑載體等元件材料 [24]，廣泛地應(yīng)用于環(huán)保、能源、化工、生物等各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域，具有非常廣闊的發(fā)展前景。 經(jīng)過 30多年的發(fā)展，該材料目前在 環(huán)境工程領(lǐng)域已用于工業(yè)廢氣廢水處理、 汽車尾氣處理等諸多方面，促進(jìn)了環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。 多孔陶瓷的 優(yōu)良 特性 多孔陶瓷材料除具有 相對(duì)密度小、比表面積大、熱導(dǎo)率低、比強(qiáng)度高及吸附性能好等多孔材料的共同屬性外 ，還 具有如下特性 [8]： (1)化學(xué)穩(wěn)定性好，選擇合適的材質(zhì)和工藝， 可制成適應(yīng)各種腐蝕環(huán)境的多孔制品。 (3)耐熱性佳，即由耐高溫陶瓷制成的多孔體可對(duì)熔融鋼水或高溫燃?xì)獾冗M(jìn)行過濾。 (5)體積密度小，具有發(fā)達(dá)的比表面積及獨(dú)特的表面特性。 (7)再生性 強(qiáng)，通過用液體或氣體反沖洗，可基本恢復(fù)原有過濾能力，從而具有較長(zhǎng)的使用壽命，同時(shí)抗菌性能好，不易被細(xì)菌降解。選擇適當(dāng)?shù)姆椒ê凸に嚳梢缘玫竭m宜的多孔陶瓷。 該工藝是用有機(jī)泡沫浸漬陶瓷漿料，干燥后燒掉有機(jī)泡沫，獲得多孔陶瓷的一種方法。該法是 在陶瓷配料中 添加造孔劑，利用造孔劑在坯體中占據(jù)一定的空間，然后經(jīng)過燒結(jié)，造孔劑離開基本而形成氣孔來制備多孔陶瓷。該工藝是向陶瓷組分中添加有機(jī)物或無機(jī)物，在處理過程中形成揮發(fā)性氣體，從而 產(chǎn)生泡沫， 經(jīng)干燥和燒成制得多孔陶瓷。 該工藝主要利用凝膠化過程中膠體粒子的堆積以及凝膠處理，熱處理等過程中留下小氣孔，形成可控多孔結(jié)構(gòu)。 這五個(gè)物理量都可以作為表征多孔陶瓷孔結(jié)構(gòu)的指標(biāo)。 3 多孔陶瓷 材料 在環(huán)境治理中的應(yīng)用 多孔陶瓷材料