Màng gốm không cân đối:

Là màng quan trọng nhất trong các màng vô cơ. Hình 2.14 cho thấy một màng gốm không cân đối với cấu trúc không đồng nhất, nhiều lớp. Các màng loại cũ bao gồm 2 hoặc 3 lớp. Các màng mới, tùy theo mục đích sử dụng có thể đến 5 lớp. Sự khác nhau chủ yếu, quan trọng nhất giữa màng cũ và màng mới là ở các màng mới độ xốp của các lớp giảm một cách đều đặn hơn, tốt hơn và do đó có thể có các lớp hoạt động mỏng hơn khi đồng thời có thể là có hệ mao quản nhỏ hơn.

Trang 41

Lớp chất mang (tựa, đỡ) dày vài ba milimet với mao quản 1-10m. Lớp trên đó là lớp trung gian dày khoảng 10-100m và có mao quản với đường kính khoảng 80-100nm. Những màng này có thể sử dụng cho quá trình vi lọc. Để dùng cho quá trình siêu lọc cần phải có thêm 1 lớp nữa. Lớp trung gian ở đây cần phải ngăn chặn được sự thấm “bùn” tạo thành từ lớp phân riêng vào trong không gian mao quản của lớp chất mang. Lớp phân riêng là rất mỏng (mỏng hơn 1 m) và có hệ thống mao quản có đường kính khoảng 2-50nm.

Hình 2.14: Ảnh a, Một màng Ceramic hiện đại, ảnh b một màng Ceramic cũ

Ở các lớp hoạt động mới được phát minh để dùng trong công nghệ lọc Nano và công nghệ thấm tách hơi (Pervaporation) thậm chí các mao quản chỉ có đường kính 0,4-0,9nm. Đặc trưng phân riêng của các mao quản như thế này có thể so sánh được với đặc trưng phân riêng của các màng khuyếch tán hòa tan.

Việc mang lớp hoạt động lên lớp chất mang thường được tiến hành bằng công nghệ “ nhúng” (Dip-Coating) ở đây vật mang được nhúng vào một hệ keo hoặc một huyền phù hữu cơ polymer phân tán tinh.

Trang 42

Huyền phù được chế tạo từ các muối kim loại hoặc các chất cơ kim theo phương pháp Sol-gel. Sau khi sấy khô gel trong lớp phủ sẽ chuyển hóa thành lớp oxyd và thông qua xử lý nhiệt cấu trúc xốp của nó còn được biến đổi.

Các lớp của các màng hiện đại bao gồm nhiều vật liệu khác nhau với những thành phần nhất định. Những vật mang có cấu trúc xốp thô phần lớn dùng nhôm oxyd ( AlO3-dạng  hay ), để phân riêng đến phân tử, trên lớp chất mang đó được mang lên lớp TiO2, SiO2 ( hình 2.15) ZrO2 hoặc SiC. Các lớp bổ sung nhiều kiểm soát giới hạn phân riêng và tính chính xác của khả năng phân riêng nhưng cũng làm tăng chi phí chế tạo và giá thành của màng.

Cơ sở của công nghệ chế tạo và sản xuất màng Ceramic được trình bày trong công trình của Bhave [2] cũng như của Burggraaf và Cot [3] bên cạnh việc mang những lớp Ceramic xốp, mỏng theo phương pháp Sol-gel người ta cũng có thể đưa lên chất mang Ceramic những phần tử Platin, Wolfram, Bạc và những kim loại khác, như là những màng kim loại có ảnh hưởng quyết định đến chức năng của màng. Một khả năng biến tính cấu trúc màng Ceramic nữa là mang xúc tác (chẳng hạn Vanadioxyd) vào các mao quản của màng. Khi đó người ta gọi là các màng hoạt động xúc tác cũng như là một thiết bị phản ứng màng “ đích thực”, chính cấu trúc đó là nét quan trọng phân biệt chúng với thiết bị phản ứng màng, nơi mà chất xúc tác ở dạng viên, chẳng hạn ở trong một ống màng. Các màng gốm (Ceramic) cũng đã được nhiều tập thể nghiên cứu trên thế giới sử dụng dạng màng Enzym và màng sinh học.