日本住友化学开发新型氧化铝技术 陶瓷膜渗透通量提升至三倍以上
住友化学（Sumitomo Chemical）开发出一种新型高性能氧化铝技术，旨在大幅提高陶瓷分离膜的渗透通量，同时保持其分离性能不下降。该技术针对膜应用中流量与分离效率难以兼得的常见问题，有望为废水处理及其他高要求场景提供新的解决路径。
据住友化学介绍，新开发的氧化铝可提高膜结构内“贯通孔”的密度，使流体获得更多通过路径。陶瓷分离膜因机械强度高、耐化学性和耐热性好，广泛用于悬浮液、乳液等易在膜孔内造成污染物积累的工艺。但随着污染加剧，膜的渗透通量会下降，进而降低处理量，并可能增加清洁需求与操作不稳定性。
研究人员使用酵母悬浮液，对多层α-氧化铝管式膜的内部三维结构和过滤性能进行了对比测试。结果显示，尽管两种膜的平均孔径几乎相同，但采用住友化学新氧化铝制备的膜具有明显更高的贯通孔密度。更高的密度使渗透流分布于更多流动路径，局部负荷相应降低，污染物对膜孔的侵入减少，内部孔隙堵塞的可能性也随之下降。测试中，高贯通孔密度膜的稳态渗透通量是对比膜的三倍以上，同时保持了相似的分离性能。
这一结果可能对因膜污染而导致过滤性能快速衰减的行业产生影响，潜在应用覆盖食品加工、生物技术、发酵、化工和废水处理等领域。研究还表明，流体通过膜内部结构的分布方式对过滤性能的影响可能不亚于平均孔径，贯通孔密度与内部流动路径结构应作为重要的膜设计参数。
对于膜制造商，该氧化铝技术可用于开发具有改进过滤特性的差异化、更高附加值的陶瓷膜产品；对于过滤系统制造商，渗透通量的提高可转化为更高的处理量、更少的清洁频率和更稳定的运行。住友化学表示，将继续推进基于氧化铝的结构控制技术开发，加强与膜及过滤系统制造商的合作，并拓展在食品加工、发酵、生物技术、化工和废水处理等领域的材料解决方案。
相关研究成果以“贯通孔密度在控制α-氧化铝微滤膜过滤性能与污染中的作用”（Role of through-pore density in governing filtration performance and fouling of α-alumina microfiltration membranes）为题，发表在《膜科学杂志快报》（Journal of Membrane Science Letters）上。论文作者为Hana Hosokawa、Tooru Kitagawa、Shuji Nakatsuka、Setsuaki Murakami和Hideto Matsuyama。
