Baikowski est à la pointe de l’innovation dans le domaine de la science des matériaux. Nos produits font partie intégrante de la recherche et des avancées technologiques. Parmi les applications, on trouve le développement de membranes composites d’oxyde de graphène (GO) ancrées sur des substrats d’α-alumine dans la publication scientifique suivante : « Composite GO/Ceramic Membranes Prepared via Chemical Attachment: Characterisation and Gas Permeance Properties. »
En fournissant une plate-forme stable et inerte pour le dépôt de GO, les substrats ont permis dans cette étude la création de membranes avec des structures de pores finement ajustées et des capacités de séparation améliorées, essentielles dans de nombreuses applications industrielles.
Ces substrats céramiques poreux fabriqués avec notre poudre CR6 offrent une capacité de résistance dans des environnements corrosifs et à haute température où les membranes polymères généralement échouent.
Les Applications Potentielles des membranes composites GO/céramique
Ces membranes qui présentent une stabilité et perméance améliorées, ainsi que des propriétés de surface adaptées, peuvent être utilisées dans diverses applications pour relever des défis critiques en matière de séparation et de filtration telles que :
- 🌟 La séparation des gaz : Les membranes composites peuvent être utilisées dans les processus de séparation des gaz industriels, la purification du gaz naturel et les technologies de capture du carbone grâce à leur capacité à perméabiliser sélectivement certains gaz tout en en retenant d’autres.
- 🌟 Le traitement de l’eau : Les modifications hydrophiles et hydrophobes permises par les liants chimiques tels que le PDA, le GPTMS et l’APTMS permettent aux membranes de séparer efficacement les contaminants de l’eau. Cette application est particulièrement pertinente pour le traitement des eaux usées, le dessalement et l’élimination des polluants organiques et inorganiques des sources d’eau.
- 🌟 Les traitements chimiques: La résistance des membranes composites aux produits chimiques et leur stabilité thermique permettent par exemple la séparation de solvants organiques, la récupération de produits chimiques précieux et la purification de produits de réaction.
- 🌟 Le secteur de l’énergie : leurs propriétés de perméation sélective peuvent être exploitées pour séparer l’hydrogène des autres gaz, ce qui constitue une étape critique dans la production d’hydrogène de haute pureté pour les piles à combustible et d’autres applications énergétiques.
- 🌟La protection de l’environnement : En permettant la séparation efficace des gaz nocifs et des polluants, ces membranes peuvent contribuer à réduire les émissions et à traiter les effluents industriels, favorisant ainsi des processus plus propres et durables.
Avantages de l’alumine ultra pure CR6
CR6 est une poudre d’alumine alpha de haute pureté de notre gamme Baikalox®. Elle est connue pour la finesse de ses particules et ses excellentes propriétés de frittage, qui en font un excellent matériau pour créer des supports céramiques denses et robustes, essentiels pour les membranes composites de haute performance.
Les propriétés mise en avant pour cette application sont :
- 🌟 La haute pureté : La poudre CR6 garantit en effet une contamination minimale, ce qui est crucial pour maintenir l’intégrité des substrats céramiques et de la couche de GO qui y est déposée.
- 🌟 La distribution contrôlée de la taille des particules : elle contribue à la création de structures macroporeuses uniformes. Cette uniformité est essentielle pour assurer une performance constante de la membrane, car elle influence à la fois la perméance au gaz et à l’eau.
- 🌟 La compatibilité chimique : Sa compatibilité avec divers liants chimiques, tels que la polydopamine (PDA), le 3-Glycidoxypropyltriméthoxysilane (GPTMS) et le 3-Aminopropyltriméthoxysilane (APTMS), facilite l’ancrage efficace des couches de GO sur les substrats céramiques.
- 🌟 L’excellent comportement au frittage : elle permet de créer des supports mécaniquement solides et thermiquement stables.
Dans l’étude citée, le processus de préparation a consisté à utiliser comme substrats des disques d’alumine alpha d’une épaisseur d’environ 2 mm et d’un diamètre de 22 mm. Les disques ont été fabriqués en pressant la poudre d’alumine CR6 dans un moule sur mesure et en les frittant à 800°C pendant 30 heures, puis à 1180°C pendant 2 heures. Une face du disque a été polie jusqu’à ce qu’aucune rayure évidente ne soit observée lors d’une inspection visuelle au microscope optique.
Comment l’alumine CR6 contribue à la performance des membranes composites?
L’un des principaux défis de la technologie des membranes composites est d’assurer une adhésion forte et stable des couches de GO aux substrats céramiques.
Le succès ici en partie dû à :
- 🌟 Une stabilité accrue : Les substrats ont fait preuve d’une stabilité remarquable, conservant leur intégrité structurelle et leurs performances dans diverses conditions.
- 🌟 Une surface lisse et polie : ces caractéristiques ont assuré une interaction optimale avec les agents modificateurs (PDA, APTES, GLYMO) et les nanocomposites à base de graphène.
- 🌟 L’épaisseur : Les substrats ont permis la formation de membranes composites avec un contrôle précis de l’épaisseur, ouvrant la voie à différentes applications.
Notre poudre d’alumine de haute pureté CR6 s’est donc révélée être un composant essentiel dans l’avancement des technologies de membranes composites. Ses propriétés supérieures facilitent la création de supports de membrane fiables et performants, permettant l’intégration réussie de nanocomposites à base de graphène.
Cette synergie entre l’alumine de haute pureté et les nanomatériaux avancés ouvre de nouvelles possibilités d’applications dans la séparation des gaz, la purification de l’eau et d’autres domaines nécessitant des solutions membranaires durables et efficaces.
Pour en savoir plus sur notre alumine CR6 pour l’application des membranes composites, consultez aussi la publication : A Combined Gas and Water Permeances Method for Revealing the Deposition Morphology of GO Grafting on Ceramic Membranes