近日，淮阴师范学院先进膜材料与过程团队成员以第一作者在《Ceramic International》期刊上发表题为“Application of piezoelectric quartz for self-cleaning membrane preparation”的论文，该研究得到了国家自然科学基金和江苏省高等学校自然科学基金的支持。《Ceramic International》是工程技术及硅酸盐领域的top期刊，最新影响因子4.527，中科院2区期刊。

    膜分离技术具有环境友好以及过程能耗低等特点，在水处理领域得到了越发广泛的应用。但是，膜分离过程中污染物会在膜表面及孔道内堆积造成膜污染，限制了膜技术的推广。为了环节膜污染，提高膜过程效率，有学者开发了具有原位超声功能的陶瓷膜，即压电陶瓷膜。压电陶瓷膜在运行过程中可以产生超声波，起到分离膜在线清洁的效果。然而，目前报道较多的压电陶瓷膜主要以高钛酸铅（PZT）为原料，原料中含有Pb组分，存在环境污染的风险。

    本文以压电石英为骨料，经过高温烧结制备多孔陶瓷膜。为了获得较高的机械强度，陶瓷膜烧结温度需要达到1600 ºC以上。但是，压电石英在该温度下发生相转变形成方石英，失去了压电性能，导致其无法产生超声波。为此，该工作提出以Na2O和Al2O3等纳米颗粒为烧结添加剂，构建SiO2-Al2O3-Na2O体系。该体系在1250 ºC即可通过液相反应生成NaAlSi3O8和NaAlSi2O6，可以在陶瓷膜骨料间形成颈部连接提供较高的机械强度。并且在该温度下，压电石英可以保持晶体结构不变，从而使陶瓷膜保留了较高的超声功能。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.02.204

编辑：单步顺  审核：张莉莉