侯永珍

【摘 要】Al2O3系復(fù)合微濾膜是膜技術(shù)發(fā)展過(guò)程中的一項(xiàng)重要發(fā)明，被廣泛運(yùn)用于生產(chǎn)生活的各個(gè)行業(yè)，具備耐高溫、耐腐蝕、酸堿適應(yīng)性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)。本文將對(duì)Al2O3系復(fù)合微濾膜應(yīng)用及制備進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】Al2O3系復(fù)合微濾膜；復(fù)合陶瓷膜

【中圖分類號(hào)】G71 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】1671-8437（2018）10-0013-01

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，膜科學(xué)技術(shù)也不斷發(fā)展起來(lái)，膜科學(xué)技術(shù)是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的新興技術(shù)，其運(yùn)用范圍十分廣泛，廣泛運(yùn)用于石油化工、煤炭產(chǎn)業(yè)、生物工程、水質(zhì)凈化、食品藥品等行業(yè)，為人類的生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的便利。在膜制備技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，復(fù)合的氧化鋁膜應(yīng)用范圍較廣，復(fù)合的氧化鋁膜相對(duì)于單一的氧化鋁膜來(lái)說(shuō)其耐高溫、酸堿適應(yīng)性更強(qiáng)。陶瓷微濾膜的出現(xiàn)也極大地補(bǔ)充了有機(jī)膜的不足，其用途廣泛，被運(yùn)用于處理污水、電子工業(yè)超純水處理、醫(yī)藥衛(wèi)生組織液培養(yǎng)、生物與微生物檢查分析等方面。

1 Al2O3系多孔復(fù)合陶瓷膜

Al2O3系多孔復(fù)合陶瓷膜是陶瓷膜的一種，它具有陶瓷膜的耐高溫、耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，無(wú)機(jī)陶瓷多孔膜具有不對(duì)稱復(fù)合結(jié)構(gòu)，復(fù)合膜具有層狀復(fù)合和復(fù)合模式兩種復(fù)合模式，其中層狀復(fù)合是將不同的材料層層疊加最終形成了復(fù)合膜，而復(fù)合模式是將不同材料相互復(fù)合成復(fù)合膜，更好地考慮到了材料之間的相容性。多孔復(fù)合陶瓷膜根據(jù)物質(zhì)組成不同可以分為氧化鋁膜、氧化鋯膜、氧化鈦膜、沸石膜以及氧化硅膜等等。在復(fù)合膜研究過(guò)程中，孔徑是一種重要的參數(shù)，孔徑的大小決定著流體通過(guò)復(fù)合膜的流動(dòng)方式與傳遞特征，從而影響著復(fù)合膜的分離過(guò)濾的效果。微孔過(guò)濾又被稱為精過(guò)濾，壓力是微孔過(guò)濾的動(dòng)力，它利用膜的篩分作用實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離，其表面截留又分為機(jī)械截留作用和物理活吸附截留作用等。其中機(jī)械截留作用是指膜可以將直徑大于其孔徑的微?；螂s質(zhì)截留。物理活吸附截留作用是指利用電性能進(jìn)行吸附，從而達(dá)到過(guò)濾作用。

2 Al2O3系多孔復(fù)合陶瓷膜的制備方法

2.1 溶膠?—凝膠制備方法

陶瓷膜的制備方法多種多樣，其中溶膠—凝膠制備法是一種較為新穎的膜制備方法，這種制備方法經(jīng)歷了由溶膠向凝膠轉(zhuǎn)換的過(guò)程，液體化學(xué)材料經(jīng)過(guò)一系列水解、聚合反應(yīng)之后逐步形成了溶膠體系，溶膠再經(jīng)過(guò)陳華、聚合等一系列反應(yīng)之后，其網(wǎng)絡(luò)中的溶劑失去了流動(dòng)性，形成了凝膠，凝膠形成之后經(jīng)過(guò)干燥和脫去期間溶劑的環(huán)節(jié)便形成了多空空間結(jié)構(gòu)的干燥溶膠，最終經(jīng)過(guò)處理制成生產(chǎn)所需用品。溶膠-凝膠制備法的原理是利用金屬化合物、金屬無(wú)機(jī)化合物或金屬化合物、金屬無(wú)機(jī)化合物的混合物經(jīng)過(guò)水解縮聚，漸漸被凝膠化，形成了工業(yè)所需化合物。

2.2 利用有機(jī)醇鹽水解法制備Al2O3系復(fù)合微濾膜

利用有機(jī)醇鹽水解法制備Al2O3系復(fù)合微濾膜，是將異丙醇鋁鹽配制而成的溶液放在溫度高于85攝氏度的過(guò)量蒸餾水中高速攪拌，直到異丙醇鋁鹽溶液發(fā)生水解。在水解之后的溶液中放入膠溶劑，溶液之中的水解產(chǎn)物在膠溶劑的作用下會(huì)發(fā)生膠溶現(xiàn)象，形成了AlOOH溶液。

將氫氧化鋯和正硅酸乙酯以一定的配比放入無(wú)水乙醇中，攪拌至溶解，在溶液中加入硝酸使其24PH值達(dá)到規(guī)定的范圍，將所得溶液不停地?cái)嚢?～12小時(shí)以后可以得到溶膠溶液。將溶膠溶液與前文所得的AlOOH溶液相混合，放入硝酸加以催化，3～5小時(shí)后即可得到Al2O3系復(fù)合微濾膜復(fù)合溶膠。

2.3 利用無(wú)機(jī)醇鹽水解法制備Al2O3系復(fù)合微濾膜

使用無(wú)機(jī)醇鹽水解法制備Al2O3系復(fù)合微濾膜，首先將經(jīng)過(guò)水解的Al（NO3）3·9H2O中放入氨水催化。將催化之后的氨水加熱，再與Al（NO3）3相互融合達(dá)到水解。一段時(shí)間后在完全水解過(guò)后的溶劑中加入溶膠劑，靜置老化一段時(shí)間，生成AlOOH溶液。

接下來(lái)將無(wú)水乙醇加熱攪拌直至溶解，加入正硅酸乙酯攪拌，一段時(shí)間過(guò)后可以得到藍(lán)色透明溶膠。將此藍(lán)色透明溶膠與AlOOH溶液混合攪拌一段時(shí)間之后，將Si2-8H2O溶膠加入此混合溶液中，攪拌一段時(shí)間之后將會(huì)得到Al2O3系復(fù)合微濾膜復(fù)合溶膠。

2.4 利用微勃加熱法制備Al2O3系復(fù)合微濾膜

利用微勃加熱法制備Al2O3系復(fù)合微濾膜，首先將氨水與硝酸鋁混合后的溶液放入微勃爐中加熱30秒，得到勃姆石溶膠。將此溶膠與無(wú)水乙醇相混合、攪拌之后放入微勃爐中加熱，經(jīng)過(guò)干燥、研磨之后制備出Al2O3系復(fù)合微濾膜復(fù)合溶膠。

Al2O3系復(fù)合微濾膜是科技發(fā)展的產(chǎn)物，被廣泛運(yùn)用于生產(chǎn)生活的各個(gè)方面，如石油化工、煤炭產(chǎn)業(yè)、生物工程、水質(zhì)凈化、食品藥品等，為人類的生產(chǎn)生活帶來(lái)極大的便利。Al2O3系多孔復(fù)合陶瓷膜具有耐高溫、抗腐蝕、精過(guò)濾的優(yōu)點(diǎn)，其孔徑大小決定了過(guò)濾性能。Al2O3系多孔復(fù)合陶瓷膜的制備方法多種多樣，有溶膠-凝膠制備法、利用有機(jī)醇鹽水解發(fā)制備法、利用無(wú)機(jī)醇鹽水解制備法、利用微勃加熱制備法等等，各種方法都有其優(yōu)勢(shì)和適用范圍，均能夠得到性能良好的微濾膜。