多孔陶瓷膜主要有多孔支撐體和活性分離膜兩層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的非對(duì)稱膜，支撐體的主要作用是為活性分離膜提供足夠的機(jī)械強(qiáng)度，其真正起到截留作用和活性的是支撐體上分離膜。在膜層的形成過(guò)程中,支撐體的質(zhì)量至關(guān)重要，既要保證足夠的機(jī)械強(qiáng)度，又要保證較高的滲透通量。在支撐體上負(fù)載膜必須要形成良好的契合度，從而確保膜的強(qiáng)度。
目前有工業(yè)應(yīng)用前景的陶瓷膜分離層制備方法主要有: 溶膠-凝膠法、固態(tài)粒子燒結(jié)法、化學(xué)氣相沉淀法、陽(yáng)極氧化法等。工業(yè)上受產(chǎn)品質(zhì)量和成本的影響,主要采用高溫固態(tài)粒子燒結(jié)法和溶膠凝膠法制備陶瓷膜。本文采用龐泰公司采用的高溫?zé)Y(jié)法這種工業(yè)制法制成管式狀的陶瓷膜。
1 支撐體的制備
以工業(yè)用80-150目的硅酸鋁、高嶺土、稀土、菱鎂礦為原料，加入一定配比的添加劑（粘結(jié)劑與造孔劑）和水,均勻混合煉制成塑性泥料,采用擠出成型的方法制成管狀,之后將生坯干燥、高溫?zé)Y(jié)得到支撐體，型號(hào)為φ30×5×100（小型實(shí)驗(yàn)用）和φ90×15×970（小試實(shí)驗(yàn)用），因需要可以切割得到不同長(zhǎng)度尺寸和將膜噴涂到支撐體的內(nèi)表面或外表面的陶瓷膜管，實(shí)驗(yàn)用支撐體的形狀和相應(yīng)的過(guò)濾方式如下圖2-1所示：
2 活性氧化鋁膜的制備
以800目的γ-Al2O3粉末為原料,混合一定比例的分散劑、粘結(jié)劑和溶劑,經(jīng)球磨后得到分散均勻且穩(wěn)定的Al2O3制膜懸浮液.采用旋轉(zhuǎn)噴涂法將懸浮液負(fù)載到支撐體表面和（可將膜噴涂到支撐體的內(nèi)表面或外表面）,經(jīng)干燥、燒結(jié)處理后即可得厚度為300-400μm的活性氧化鋁膜。由圖2-1可知，膜在內(nèi)表面或外表面時(shí)過(guò)濾方向是相反的。
3陶瓷膜活性
所謂的陶瓷膜具有活性是其配料中加入或燒結(jié)過(guò)程中生成了一些活性物質(zhì)，γ-Al2O3和氧化鎂（由菱鎂礦物質(zhì)在高溫下分解生成），一方面有獨(dú)特的骨架結(jié)構(gòu)使陶瓷膜具有較強(qiáng)的吸附性能，另一方面具有較強(qiáng)的催化活性，可以與濾液中的游離氧反應(yīng)生成羥基自由基，可將有機(jī)物富集并分解。 因?yàn)榛钚晕镔|(zhì)的作用還可以在過(guò)濾過(guò)程中形成生物掛膜，催化液體中溶解的氣體釋放出來(lái)，進(jìn)而形成浮選效果，使液體中的油及其他輕質(zhì)組分分離，提高了膜分離效率。A12O3膜材料是常用的催化劑載體，本身也對(duì)某些反應(yīng)具有催化作用．故在膜催化反應(yīng)領(lǐng)域內(nèi)也有廣泛的應(yīng)用前景。