增材制造水处理用陶瓷的研究现状与发展趋势OA
Research status and trends of additive manufacturing of ceramics for water treatment
增材制造技术具有高精度、无需模具、可调控陶瓷多级结构的优势,为高性能水处理用陶瓷的开发提供了新途径.本文系统综述了基于光固化和直写挤出等增材制造技术制备的水处理用陶瓷在结构设计、材料复合、水处理性能等方面的最新研究进展,并探讨了其在有机污染物催化降解、油水分离等场景的应用潜力.然而,该技术仍面临难以直接制备分离层、极端工况适应性差以及规模化生产难度大等关键挑战.最后展望了水处理用陶瓷在自愈合智能陶瓷材料和机器学习辅助工艺-结构-性能协同优化的研究.本文旨在为增材制造水处理用陶瓷的研究提供参考,以推动增材制造技术在高通量、长寿命水处理用陶瓷中的工业化应用.
Additive manufacturing offers a transformative approach to fabricating ceramics for water treatment through precise multi-scale structural control.This paper comprehensively reviews the application advancements of stereolithography and extrusion-based additive manufacturing techniques for fabricating water treatment ceramics in oil-water separation,organic pollutant degradation,and seawater desalination scenarios.However,persistent challenges involve resolution limitations below 100 nm constraining precise separation layers,trade-offs between structural complexity and mechanical integrity causing delamination risks under pressure,and scalability barriers elevating costs.Future advancements will require self-healing smart ceramics enabling autonomous crack repair alongside machine learning-guided co-design strategies to optimize structure-function relationships.This review aims to provide a reference for the research on additive manufacturing of water treatment ceramics,to promote the industrial application of additive manufacturing technology in high-throughput and long-life water treatment ceramics.
孙云飞;史玉升;王泽皓;刘亦欣;贺俊超;龚小龙;周士翔;刘凯;孙华君;闫春泽
武汉理工大学 材料科学与工程学院,武汉 430070华中科技大学 材料成形与模具技术国家重点实验室,武汉 430074武汉理工大学 材料科学与工程学院,武汉 430070武汉理工大学 材料科学与工程学院,武汉 430070武汉理工大学 材料科学与工程学院,武汉 430070武汉理工大学 材料科学与工程学院,武汉 430070||中南大学 粉末冶金全国重点实验室,长沙 410083武汉理工大学 交通与物流工程学院,武汉 430070武汉理工大学 材料科学与工程学院,武汉 430070||武汉理工大学 硅酸盐科学与先进建材全国重点实验室,武汉 430070武汉理工大学 硅酸盐科学与先进建材全国重点实验室,武汉 430070华中科技大学 材料成形与模具技术国家重点实验室,武汉 430074
通用工业技术
增材制造陶瓷水处理催化降解油水分离
additive manufacturingceramicswater treatmentcatalytic degradationoil-water separation
《材料工程》 2026 (5)
184-199,16
国家自然科学基金项目(52202066)国家重点研发计划青年科学家项目(2021YFB3703100)湖北省重大专项(JD)项目(2023BAA023)湖北省自然科学基金面上项目(2025AFB457)中南大学粉末冶金全国重点实验室开放课题(Sklpm-KF-2025008)武汉理工大学 2025 年度研究生自主创新基金研究生自由探索项目(104972025YJS0054)
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