1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

水处理用陶瓷膜的制备与表征

1课题背景

随着工业化的发展，水资源污染问题日益严重。水污染主要来源于工业废水、上海污水、农业污水等。国家发布了一系列的政策比如《国务院关于印发水污染防治行动计划的通知》等，来控制工厂排放污染水。传统的自来水生产工艺为混凝、沉淀、过滤和消毒,可去除水中大部分悬浊物及细菌。但是由于水源水污染加剧,传统工艺渐显处理效果不足,而且氯化消毒还可能形成对人类健康危害更大的三卤甲烷(thms)。采用陶瓷膜技术处理市政用水,可以很好的解决这一问题,而且具有化学药剂用量少、占地少、节能和易于管理维护等优点^[1]。陶瓷膜可应用于水处理过程中，其中微滤和超滤应用较多，是能够保证更好和更可靠的水质，不用化学物质，特别适合于高附加值产品，它可以降低水中无机物的含量，去除水中细菌并进行脱金属处理^[2]。由于原料主要为无机材料，因此陶瓷膜比有机膜具有更加优良的化学稳定性，在一些苛刻条件下也能运作，如处理炼钢厂酸性废水以及造纸废水等，同时还能保证膜的完好。此外，由于具有优良的抗腐蚀性，在清洗过程中可采用更为高效的化学清洗试剂来去除膜污染，延长使用周期，降低清洗时间。陶瓷膜还具有出色韧性的和机械强度，膜相关的调试、修复及替换工作量得到大幅度减少，因此被认为是膜法水处理行业中一个较好的选项。多孔陶瓷膜主要分为两类：氧化铝、氧化钛、莫来石等氧化型材料以及碳化硅，氮化硅等非氧化型材料。目前，国内外对采用al₂o₃(刚玉)、mas(堇青石)、钛酸铝等为骨料的多孔材料的研究方向已经取得了一定进展,但堇青石高温不耐腐蚀、刚玉抗热震性差及价格昂贵、钛酸铝因其价格昂贵而难以推广使用^[3],碳化硅是共价键性极强的化合物,它具有高温强度高、耐腐蚀、导热率高、抗氧化、抗热冲击性好并且价格低廉等优点,使其在严酷的条件下可以保持很好的稳定性,是最佳的陶瓷材料之一^[4]。而多孔碳化硅陶瓷除了具有优异的力学性能以及耐腐蚀性能，同时其优异的亲水性也有利于其对水的透过性能，因此这种材料在水处理领域有着十分广泛的前景。近年来，有许多公司都开始致力于研发应用于水处理的高性能多孔碳化硅膜。多孔陶瓷膜可以看作是一种多孔梯度材料，由多孔陶瓷膜支撑体、中间层和膜层三部分组成，其中支撑体是多孔陶瓷膜制备与应用的基础，其作用是为膜层提供足够的机械强度，同时也要具有较高的渗透率，这对膜层的制备及膜的使用稳定性都有着重要的影响。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

多孔陶瓷膜支撑体的制备方法一般是采用固态粒子烧结法与添加成孔剂法相结合制备而成的, 将粉末在8mpa压力下单轴在不锈钢模具中压制制得。

开孔率通过使用蒸馏水作为液体介质的阿基米德法测定。

通过xrd观察峰的形成，得出最佳烧结温度以及对应强度，良好的多孔样本的颈部成分通过在sem仪器中附接的能量色散x射线荧光光谱（eds）测量。