摘要：针对传统陶瓷膜制备工艺复杂、能耗高、分离性能受限等关键问题，本研究提出一种基于聚碳硅烷（PCS）衍生陶瓷与相转化-烧结工艺协同优化的复合陶瓷膜制备策略。以聚砜（PSf）为聚合物基质，氧化铝（Al?O?）为基体材料，PCS为陶瓷前驱体，通过优化N-甲基-2-吡咯烷酮/四氢呋喃（NMP/THF）混合溶剂体系，构建铸膜液。在1450 oC烧结过程中，PCS热解生成的二氧化硅（SiO?）与Al?O?原位反应形成莫来石（3Al?O?·2SiO?）晶相，该晶相显著改善了膜材料的微观结构和力学性能。本研究系统探究了溶剂配比及凝固浴组成对膜性能的影响。研究表明，在不同凝固浴条件下制备的复合陶瓷膜具有以下显著优势：具有多孔结构特征；高孔隙率（52%-73%）与优异抗压强度（18.5-38.2 MPa）以及孔径可调控（90-320 nm）；在处理1000 mg/L油水乳液时，展现出卓越的分离性能(渗透率13240-20540 L﹒m2﹒h/MPa，除油率98.1%-99.4%)；具有突出的抗污染性能，经简易化学清洗即可实现90%的通量恢复率。相较于纯Al?O?膜，该复合膜在孔隙率提升54%的同时，抗压强度仍提高37%，成功突破了传统陶瓷膜“高孔隙率与高强度难以兼得”的技术瓶颈。
文章目录
1实验
1.1实验药品
1.2 PCS-Al2O3复合陶瓷膜的制备
1.3溶解度参数的计算
1.4 陶瓷初胚膜及PCS-Al2O3复合陶瓷膜的表征
1.5 PCS-Al2O3复合陶瓷膜油水乳液的分离性能测试
1.6 PCS-Al2O3复合陶瓷膜的抗污染性能测试
2结果与讨论
2.1混合溶剂比例的实验探究
2.2 PCS-Al2O3复合陶瓷膜的化学组成
2.3不同凝固浴对复合陶瓷初胚膜形貌的影响
2.4不同凝固浴对PCS-Al2O3复合陶瓷膜形貌及结构的影响
2.5 PCS-Al2O3复合陶瓷膜及Al2O3膜油水分离性能
2.6 PCS-Al2O3复合陶瓷膜的抗污染性能
3结论
