基于高韧性支撑体的大通量复相陶瓷膜的制备与研究

摘要

针对平板陶瓷膜在实际应用中存在的通量低、耐污染性能不足等产业化应用瓶颈，本文以多尺度复合增韧技术制备的高韧性支撑体为基体，探究了不同单一氧化物添加剂（Na₂O、K₂O、MgO、CaO、BaO、CuO、ZnO、TiO₂、MnO₂、SiO₂、ZrO₂、CeO₂）及复合添加剂对Al₂O₃基陶瓷膜结构与性能的影响规律，通过优化膜配方体系，开发了大通量复相膜的低温制备技术。结果表明，采用单一氧化物添加剂时，部分添加剂可有效提升膜通量;复合氧化物添加剂配方通过多元氧化物的协同效应，对膜通量的提升效果显著优于单一氧化物添加剂。最终优选的复合配方E在维持较好耐油性能（评级++++）的同时，使膜通量较原始配方提升了28.09%。结构表征显示，该优化配方制备的陶瓷膜具有高度集中且均匀的孔径分布（最可几孔径0.118 5 μm，平均孔径0.122 7 μm），为其高通量与高精度分离性能提供了结构基础。本研究为高性能平板陶瓷膜的产业化制备提供了可靠的技术路径与理论支撑。

关键词

平板陶瓷膜 / 复相膜 / 通量 / 孔径分布 / 添加剂