近日，南京工业大学Zhaoxiang Zhong带领的团队在《Journal of Membrane Science》发表了题为Construction of anti-fouling ceramic tubular membranes with corrugated inner surfaces using DLP 3D printing的研究，采用 3D 打印结合浸涂工艺制备了具有波纹图案的陶瓷微滤膜。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0376738824005350
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本文采用DLP 3D打印和浸涂技术构建了内表面带图案的管状陶瓷膜，并系统评估其在过滤纳米颗粒悬浮液、油包水乳液和细菌悬浮液时的防污性能。通过比较带图案和非带图案的膜，研究提供了表面图案化在增强陶瓷膜防污特性方面的有效性数据。

△图1，管状陶瓷支架的工艺示意图。

△图2，3D打印陶瓷支架的特性分析。(a)不同曝光能的绿色体照片；(b)烧结支架的外观及其截面FESEM图像；(c)陶瓷支架的纯水通量；(d)陶瓷支架的孔径分布。

△图3，陶瓷微滤膜的微形态学研究。表面：直膜管（a、b）和波纹膜管（c、d）；横截面：直膜管（e、f）和波纹膜管（g-m）。

△图4，陶瓷微滤膜的表征：(a)孔径分布；(b)纯水通量和传质阻力。

△图5，陶瓷膜在不同条件下过滤氧化铈纳米颗粒悬浮液的性能。（a、c、e）通量随时间变化；（b、d、f）120 min过滤后滤饼层的传质阻力；(c)滤饼量与阻力的关系；(d)表面沉积纳米颗粒的干陶瓷膜的表观形貌。

△图6，陶瓷膜在不同条件下过滤氧化铈纳米颗粒悬浮液的性能。（a、c、e）烤饼量与其电阻的关系；（b、d、f）表面沉积的纳米颗粒的表观形态。

△图7，图案表面陶瓷膜防污图及与直管膜的比较。

△图8，H0.75断裂韧性试验后的显微组织：(A)断口和(B)连续的碳纤维束。

△图9，陶瓷微滤膜的性能。(a)异辛烷/水乳液过滤；大豆油/水乳液(b)过滤；酵母悬浮液(c)过滤。插入的子图是进料和渗透物的外观和微观比较。

△图10，具有这两种构型的陶瓷管状膜的数值模拟分析。

本文通过DLP 3D打印结合浸涂工艺制作带图案的管状陶瓷微滤膜，增强了膜的防污性能。带图案的内表面增加流体湍流，减少污染物沉积，在过滤纳米颗粒悬浮液、水包油乳液和细菌悬浮液时表现出优势。随着纳米颗粒浓度和压力增加，波纹膜的过滤通量优于直膜。这些发现为防污陶瓷膜的设计和开发提供了重要见解。