CN107519768A - 一种亲水陶瓷复合膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种亲水陶瓷复合膜及其制备方法，属于膜分离技术领域。本发明的亲水陶瓷复合膜，包括陶瓷基膜，所述陶瓷基膜表面设置有亲水聚合物层，所述亲水聚合物层为聚酰亚胺或掺银离子的聚酰亚胺。本发明的亲水陶瓷复合膜材料，以商用陶瓷基膜作为载体，亲水聚合物为表面分离层；亲水聚合物共价接枝在陶瓷膜表面，制备得到了具有亲水性能的聚合物杂化陶瓷涂层材料。进一步的，本发明的亲水陶瓷复合膜以疏水聚合物对陶瓷膜孔道进行改性，降低孔道的表面能，使得本发明的亲水陶瓷复合膜材料具有孔道疏水分离层亲水的特征，在用于废水分离领域时，陶瓷膜孔道不易被水中小分子污染。

Description

一种亲水陶瓷复合膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种亲水陶瓷复合膜及其制备方法，属于膜分离技术领域。

背景技术

陶瓷膜是无机膜中重要的一种，具有化学稳定性好、耐酸碱、耐高温、抗微生物能力强、分离精度高、机械强度大、易再生、使用寿命长等优势。它依据“物理筛分”理论，以膜两侧的压力差为驱动力，膜为过滤介质，在一定压力作用下，当料液流过膜表面时，允许水、无机盐、小分子物质透过膜，而阻止水中的悬浮物、胶体和微生物等大分子物质通过。发展至今，膜分离技术已经成为资源、环境、能源等领域不可缺少的关键分离技术。

虽然陶瓷膜可直接用于废水中污染物和水的分离，但陶瓷膜是一种高表面能材料，油和水均能润湿陶瓷表面；当用陶瓷膜处理废水时，水中小分子杂质会在陶瓷膜表面沉积，导致陶瓷膜孔径减小或堵塞，降低陶瓷膜的分离能力，产生膜污染。为了改进陶瓷膜的膜污染，较为有效的解决途径是对陶瓷膜进行改性，在不影响或改进陶瓷膜分离性能的前提下，使陶瓷膜孔道变成疏水表面；一方面提高陶瓷膜孔道的抗污染能力，另一方面降低陶瓷膜孔道阻力，提高分离效率。

申请公布号为CN104945016A的中国发明专利公开了一种超疏水亲油复合陶瓷膜的制备方法，该方法将陶瓷膜浸泡在含有硅源的有机溶剂中0.5-10h，取出置于水蒸汽中0.5-10h后，在400-1000℃条件下烧结0.5-6h，得到纳米二氧化硅颗粒修饰的具有微纳复合结构的陶瓷膜；将该陶瓷膜浸泡在含有长链烷基硅烷的有机溶剂中0.5-10h，取出洗净，在80-110℃下干燥即得具有超疏水亲油性的复合陶瓷膜。该陶瓷膜具有较好的亲油性，能够用来去除油液中的游离水和乳化水。但是，上述陶瓷膜为疏水性陶瓷膜，亲水性较差，在油水分离时仍然容易堵塞孔道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种亲水性良好的亲水陶瓷复合膜。

本发明的另一个目的在于提供一种上述亲水陶瓷复合膜的制备方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种亲水陶瓷复合膜，包括陶瓷基膜，所述陶瓷基膜表面设置有亲水聚合物层，所述亲水聚合物层为聚酰亚胺或掺银的聚酰亚胺。

本发明的亲水陶瓷复合膜材料，以商用陶瓷基膜作为载体，亲水聚合物为表面分离层；亲水聚合物共价接枝在陶瓷膜表面，制备得到了具有亲水性能的聚合物杂化陶瓷涂层材料。聚酰亚胺或掺银的聚酰亚胺层作为亲水聚合物层，既能保证亲水性能，又能增强膜的强度。掺银的聚酰亚胺是在聚酰亚胺中掺杂银离子。

所述陶瓷基膜表面由内向外依次设置有粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层及所述亲水聚合物层；所述陶瓷基膜、粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层的质量比为1：0.001-0.01：0.005-0.01：0.001-0.005：0.01-0.05。

本发明的亲水陶瓷复合膜材料，以疏水聚合物为孔道表面改性层，亲水聚合物为表面分离层，将疏水聚合物、亲水聚合物依次共价接枝在陶瓷膜表面，制备了一种孔道疏水而表面分离层亲水的陶瓷复合膜涂层材料。本发明的亲水陶瓷复合膜材料具有孔道疏水分离层亲水的特征，在用于废水分离领域时，陶瓷膜孔道不易被水中小分子污染。该材料中聚合物层与相邻层及载体之间以共价键方式连接在一起，聚合物不易从载体脱落，涂层材料稳定性高，更适于工业使用。

陶瓷基膜可以采用现有的商用陶瓷膜，一般的，所述陶瓷基膜为三氧化二铝陶瓷膜、二氧化锆陶瓷膜、二氧化硅陶瓷膜、二氧化钛陶瓷膜中的一种。

所述粘结剂层为丙基三甲氧基硅烷偶联剂、硬脂酸、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯中的一种或几种。上述粘结剂能够增强与聚合物层之间的结合力，提高材料的稳定性。

所述硅烷偶联层包括硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。

本发明的亲水陶瓷复合膜的制备方法的技术方案是：

上述的亲水陶瓷复合膜的制备方法，包括如下步骤：

1)将陶瓷基膜置于粘结剂溶液中反应1-24h得到粘结剂改性陶瓷膜，然后将粘结剂改性陶瓷膜置于疏水聚合物溶液中浸渍提拉，取出后在100-400℃下煅烧30-120min得疏水化陶瓷膜；

2)将步骤1)制得的疏水化陶瓷膜经硅烷偶联化处理得氨基化陶瓷膜，然后将氨基化陶瓷膜进行聚酰胺化处理得聚酰胺化陶瓷膜，所述聚酰胺化处理是将氨基化陶瓷膜放入均苯四甲酸酐的二甲基甲酰胺溶液中反应20-72h；

3)将步骤2)制得的聚酰胺化陶瓷膜在120-240℃下煅烧1-4h，冷却即得。

本发明的亲水陶瓷复合膜的制备方法，工艺简单，无需特殊设备，生产成本低，易于实现工业化生产。

步骤1)中所述粘结剂溶液包括粘结剂和溶剂。所述溶剂为脂肪醇、二甲基甲酰胺、水中的一种或几种。每0.1-0.3g粘结剂对应90-100mL溶剂。优选的，每100mL溶液中含0.3g粘结剂。所述脂肪醇为甲醇或乙醇。陶瓷膜与粘结剂反应后在80-150℃干燥30-120min。优选的，在100-150℃干燥30-60min。

所述粘结剂为丙基三甲氧基硅烷偶联剂、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯中的一种或几种。

步骤1)中浸渍提拉是将粘结剂改性陶瓷膜置于固含量为0.01-0.5g/mL的疏水聚合物溶液中进行浸渍提拉，提拉速度为1-5mm/min。疏水聚合物的固含量优选为0.05-0.5g/mL。

所述疏水聚合物为聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯中的一种或几种。

步骤1)中吸附结束后再用溶剂擦去表面吸附的粘结剂。提拉结束后用溶剂擦去表面吸附的疏水聚合物。所述疏水化陶瓷膜为孔道内疏水化的陶瓷膜。

步骤2)中硅烷偶联化处理是将陶瓷基膜放入硅烷偶联化处理液中反应1-24h。所述硅烷偶联化处理液包括硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。所述硅烷偶联化处理液包括硅烷偶联剂、脂肪醇、水，每0.3-1g硅烷偶联剂对应10-50mL脂肪醇和1mL水。所述脂肪醇为甲醇或乙醇。

硅烷偶联化处理后在100-150℃下干燥10-120min得氨基化陶瓷膜。优选的，在100-120℃下干燥80-120min。进一步优选的，在120℃下干燥80min。

步骤2)中聚酰胺化处理后在80℃下烘干5-24h。

均苯四甲酸酐的二甲基甲酰胺溶液的浓度需保证聚酰胺反应的效率不能太快也不能太慢，一般的，所述均苯四甲酸酐的二甲基甲酰胺溶液中均苯四甲酸酐的浓度为0.01-0.1g/mL。均苯四甲酸酐的二甲基甲酰胺溶液中还含有银离子，银离子添加量为0.001g/mL-0.1g/mL。一般的，银离子以硝酸银的形式添加。添加银离子，可以实现制得的复合膜的抗菌性。

步骤3)中煅烧是将聚酰胺化陶瓷膜依次在120℃、160℃、200℃、240℃温度下分别煅烧1h。

步骤1)中陶瓷基膜在粘结剂改性处理前先进行清洗处理，所述清洗处理包括：将陶瓷基膜依次在丙酮、无水乙醇、蒸馏水中超声清洗5-10min。清洗处理后在100-150℃干燥5-10min。

步骤1)和步骤3)中的煅烧均是在惰性气氛下进行，所述惰性气氛为氮气、氩气中的一种或几种。

本发明的有益效果是：

本发明的亲水陶瓷复合膜对陶瓷膜进行改性，以改进陶瓷膜的膜污染，在不影响或改进陶瓷膜分离性能的前提下，使陶瓷膜孔道变成疏水表面，一方面提高陶瓷膜孔道的抗污染能力，另一方面降低陶瓷膜孔道阻力，提高分离效率。本发明的亲水陶瓷复合膜以疏水聚合物对陶瓷膜孔道进行改性，降低孔道的表面能；在陶瓷膜表面接枝亲水聚合物层充当分离层，使陶瓷表面具有亲水性。同时还可以在亲水聚合物层添加抗菌成分银离子，实现抗菌性。在对废水进行分离时，可有效避免水中小分子对陶瓷膜孔径造成污染；同时改性后陶瓷膜兼具有机和无机膜的优势。

附图说明

图1为实施例2中的商用三氧化二铝陶瓷膜的扫描电镜图；

图2为实施例2中的亲水陶瓷复合膜的扫描电镜图；

图3为实施例6中的亲水陶瓷复合膜的能谱图；

图4为实施例4中的亲水陶瓷复合膜的接触角测试图；

图5为实施例14中的亲水陶瓷复合膜对水的渗透曲线。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的实施方式作进一步说明。

实施例1

本实施例的亲水陶瓷复合膜包括陶瓷基膜，陶瓷基膜表面由内向外依次设置有粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层；所述陶瓷基膜、粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层的质量比为1：0.001：0.006：0.001：0.01；陶瓷基膜为三氧化二铝陶瓷膜，粘结剂层为丙基三甲氧基硅烷偶联剂；疏水聚合物层为聚四氟乙烯；硅烷偶联层为γ-氨丙基三甲氧基硅烷；亲水聚合物层为聚酰亚胺。

本实施例的亲水陶瓷复合膜的制备方法包括如下步骤：

1)把规格为1cm×1cm(质量为2g)的商用三氧化二铝陶瓷膜放入盛有丙酮的烧杯中，在超声清洗器中清洗5min，取出放入盛有无水乙醇的烧杯中，在超声清洗器中清洗5min，取出放入盛有蒸馏水的烧杯中，在超声清洗器中清洗5min，取出，在100℃烘10min得到清洗后的陶瓷膜；

2)将步骤1)清洗后的陶瓷膜放入由丙基三甲氧基硅烷偶联剂0.3g、甲醇100mL、水1mL组成的体系中反应24h，吸附反应结束后用溶剂擦去表面的粘结剂，然后放入150℃的烘箱中干燥30min，得到粘结剂改性陶瓷膜；

将粘结剂改性陶瓷膜置于固含量为0.3g/mL的聚四氟乙烯乳液中进行浸渍提拉，提拉速度为1mm/min，提拉结束后用水擦去表面的聚四氟乙烯乳液，然后置于300℃的氮气的气氛炉中煅烧60min，自然冷却至室温得到疏水化陶瓷膜；

3)将步骤2)制得的疏水化陶瓷膜放入由γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.3g、甲醇10mL、水1mL组成的混合体系中，反应24h，取出放入100℃的烘箱中干燥120min得到氨基化陶瓷膜；将氨基化陶瓷膜放入100mL均苯四甲酸酐的二甲基甲酰胺溶液中，反应72h得到聚酰胺化的陶瓷膜；该均苯四甲酸酐的二甲基甲酰胺溶液中均苯四甲酸酐的质量为1g；将反应后得到的聚酰胺化的陶瓷膜放入80℃的烘箱中烘干24h；取出放入氮气的气氛炉中，在120℃煅烧1h，然后升温至160℃煅烧1h，再升温至200℃煅烧1h，再升温至240℃煅烧1h，自然冷却至室温即得。

实施例2

本实施例的亲水陶瓷复合膜包括陶瓷基膜，陶瓷基膜表面由内向外依次设置有粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层；所述陶瓷基膜、粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层的质量比为1：0.005：0.01：0.005：0.05；陶瓷基膜为三氧化二铝陶瓷膜，粘结剂层为聚乙烯醇；疏水聚合物层为聚苯乙烯；硅烷偶联层为γ-氨丙基三甲氧基硅烷；亲水聚合物层为聚酰亚胺。

本实施例的亲水陶瓷复合膜的制备方法包括如下步骤：

1)把规格为1cm×1cm(质量为2g)的商用三氧化二铝陶瓷膜放入盛有丙酮的烧杯中，在超声清洗器中清洗10min，取出放入盛有无水乙醇的烧杯中，在超声清洗器中清洗10min，取出放入盛有蒸馏水的烧杯中，在超声清洗器中清洗10min，取出，在150℃烘5min得到清洗后的陶瓷膜；

2)将步骤1)清洗后的陶瓷膜放入100mL含聚乙烯醇0.1g的水溶液中反应10h，吸附反应结束后用溶剂擦去表面的粘结剂，然后放入120℃的烘箱中干燥60min，得到粘结剂改性陶瓷膜；

将粘结剂改性陶瓷膜置于浓度为0.5g/mL的聚苯乙烯的甲苯溶液中进行浸渍提拉，提拉速度为3mm/min，提拉结束后用甲苯擦去表面的聚苯乙烯，然后置于150℃的氩气的气氛炉中煅烧30min，自然冷却至室温得到疏水化陶瓷膜；

3)将步骤2)制得的疏水化陶瓷膜放入由γ-氨丙基三甲氧基硅烷1g、甲醇50mL、水1mL组成的混合体系中，反应1h，取出放入100℃的烘箱中干燥120min得到氨基化陶瓷膜；将氨基化陶瓷膜放入100mL均苯四甲酸酐的二甲基甲酰胺溶液中，反应20h得到聚酰胺化的陶瓷膜；该均苯四甲酸酐的二甲基甲酰胺溶液中均苯四甲酸酐的质量为10g；将反应后得到的聚酰胺化的陶瓷膜放入80℃的烘箱中烘干15h；取出放入氮气的气氛炉中，在120℃煅烧1h，然后升温至160℃煅烧1h，再升温至200℃煅烧1h，再升温至240℃煅烧1h，自然冷却至室温即得。

实施例3

本实施例的亲水陶瓷复合膜包括陶瓷基膜，陶瓷基膜表面由内向外依次设置有粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层；所述陶瓷基膜、粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层的质量比为1：0.007：0.005：0.003：0.03；陶瓷基膜为三氧化二铝陶瓷膜，粘结剂层为聚乙烯醇缩丁醛；疏水聚合物层为聚氯乙烯；硅烷偶联层为γ-氨丙基三甲氧基硅烷；亲水聚合物层为聚酰亚胺。

本实施例的亲水陶瓷复合膜的制备方法包括如下步骤：

1)把规格为1cm×1cm(质量为2g)的商用三氧化二铝陶瓷膜放入盛有丙酮的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出放入盛有无水乙醇的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出放入盛有蒸馏水的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出，在120℃烘7min得到清洗后的陶瓷膜；

2)将步骤1)清洗后的陶瓷膜放入100mL含聚乙烯醇缩丁醛0.1g的乙醇溶液中反应1h，吸附反应结束后用溶剂擦去表面的粘结剂，然后放入100℃的烘箱中干燥60min，得到粘结剂改性陶瓷膜；

将粘结剂改性陶瓷膜置于浓度为0.3g/mL的聚氯乙烯的氯仿溶液中进行浸渍提拉，提拉速度为5mm/min，提拉结束后用氯仿擦去表面的聚氯乙烯，然后置于130℃的氮气的气氛炉中煅烧60min，自然冷却至室温得到疏水化陶瓷膜；

3)将步骤2)制得的疏水化陶瓷膜放入由γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.6g、甲醇30mL、水1mL组成的混合体系中，反应12h，取出放入120℃的烘箱中干燥80min得到氨基化陶瓷膜；将氨基化陶瓷膜放入100mL均苯四甲酸酐的二甲基甲酰胺溶液中，反应40h得到聚酰胺化的陶瓷膜；该均苯四甲酸酐的二甲基甲酰胺溶液中均苯四甲酸酐的质量为5g；将反应后得到的聚酰胺化的陶瓷膜放入80℃的烘箱中烘干5h；取出放入氮气的气氛炉中，在120℃煅烧1h，然后升温至160℃煅烧1h，再升温至200℃煅烧1h，再升温至240℃煅烧1h，自然冷却至室温即得。

实施例4

本实施例的亲水陶瓷复合膜包括陶瓷基膜，陶瓷基膜表面由内向外依次设置有粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层；所述陶瓷基膜、粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层的质量比为1：0.006：0.008：0.003：0.03；陶瓷基膜为三氧化二铝陶瓷膜，粘结剂层为环氧树脂；疏水聚合物层为聚四氟乙烯；硅烷偶联层为γ-氨丙基三甲氧基硅烷；亲水聚合物层为聚酰亚胺。

本实施例的亲水陶瓷复合膜的制备方法包括如下步骤：

1)把规格为1cm×1cm(质量为2g)的商用三氧化二铝陶瓷膜放入盛有丙酮的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出放入盛有无水乙醇的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出放入盛有蒸馏水的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出，在120℃烘7min得到清洗后的陶瓷膜；

2)将步骤1)清洗后的陶瓷膜放入100mL含环氧树脂0.1g的乙醇溶液中反应5h，吸附反应结束后用溶剂擦去表面的粘结剂，然后放入130℃的烘箱中干燥60min，得到粘结剂改性陶瓷膜；

将粘结剂改性陶瓷膜置于固含量为0.5g/mL的聚四氟乙烯乳液中进行浸渍提拉，提拉速度为3mm/min，提拉结束后用水擦去表面的聚四氟乙烯，然后置于350℃的氮气的气氛炉中煅烧30min，自然冷却至室温得到疏水化陶瓷膜；

3)将步骤2)制得的疏水化陶瓷膜放入由γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.6g、甲醇30mL、水1mL组成的混合体系中，反应12h，取出放入120℃的烘箱中干燥80min得到氨基化陶瓷膜；将氨基化陶瓷膜放入100mL均苯四甲酸酐的二甲基甲酰胺溶液中，反应40h得到聚酰胺化的陶瓷膜；该均苯四甲酸酐的二甲基甲酰胺溶液中均苯四甲酸酐的质量为5g；将反应后得到的聚酰胺化的陶瓷膜放入80℃的烘箱中烘干15h；取出放入氩气的气氛炉中，在120℃煅烧1h，然后升温至160℃煅烧1h，再升温至200℃煅烧1h，再升温至240℃煅烧1h，自然冷却至室温即得。

实施例5

本实施例的亲水陶瓷复合膜包括陶瓷基膜，陶瓷基膜表面由内向外依次设置有粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层；所述陶瓷基膜、粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层的质量比为1：0.005：0.006：0.003：0.03；陶瓷基膜为三氧化二铝陶瓷膜，粘结剂层为丙烯酸树脂；疏水聚合物层为聚四氟乙烯；硅烷偶联层为γ-氨丙基三甲氧基硅烷；亲水聚合物层为聚酰亚胺。

本实施例的亲水陶瓷复合膜的制备方法包括如下步骤：

1)把规格为1cm×1cm(质量为2g)的商用三氧化二铝陶瓷膜放入盛有丙酮的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出放入盛有无水乙醇的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出放入盛有蒸馏水的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出，在120℃烘7min得到清洗后的陶瓷膜；

2)将步骤1)清洗后的陶瓷膜放入100mL含丙烯酸树脂0.3g的乙醇溶液中反应12h，吸附反应结束后用溶剂擦去表面的丙烯酸树脂，然后放入130℃的烘箱中干燥60min，得到粘结剂改性陶瓷膜；

将粘结剂改性陶瓷膜置于固含量为0.1g/mL的聚四氟乙烯乳液中进行浸渍提拉，提拉速度为3mm/min，提拉结束后用水擦去表面的聚四氟乙烯，然后置于350℃的氩气的气氛炉中煅烧30min，自然冷却至室温得到疏水化陶瓷膜；

3)将步骤2)制得的疏水化陶瓷膜放入由γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.6g、甲醇30mL、水1mL组成的混合体系中，反应12h，取出放入120℃的烘箱中干燥80min得到氨基化陶瓷膜；将氨基化陶瓷膜放入100mL均苯四甲酸酐的二甲基甲酰胺溶液中，反应40h得到聚酰胺化的陶瓷膜；该均苯四甲酸酐的二甲基甲酰胺溶液中均苯四甲酸酐的质量为5g；将反应后得到的聚酰胺化的陶瓷膜放入80℃的烘箱中烘干15h；取出放入氮气的气氛炉中，在120℃煅烧1h，然后升温至160℃煅烧1h，再升温至200℃煅烧1h，再升温至240℃煅烧1h，自然冷却至室温即得。

实施例6

本实施例的亲水陶瓷复合膜包括陶瓷基膜，陶瓷基膜表面由内向外依次设置有粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层；所述陶瓷基膜、粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层的质量比为1：0.007：0.005：0.003：0.03；陶瓷基膜为三氧化二铝陶瓷膜，粘结剂层为聚氨酯；疏水聚合物层为聚四氟乙烯；硅烷偶联层为γ-氨丙基三甲氧基硅烷；亲水聚合物层为聚酰亚胺。

本实施例的亲水陶瓷复合膜的制备方法包括如下步骤：

1)把规格为1cm×1cm(质量为2g)的商用三氧化二铝陶瓷膜放入盛有丙酮的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出放入盛有无水乙醇的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出放入盛有蒸馏水的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出，在120℃烘7min得到清洗后的陶瓷膜；

2)将步骤1)清洗后的陶瓷膜放入100mL含聚氨酯0.3g的乙醇溶液中反应24h，吸附反应结束后用溶剂擦去表面的聚氨酯，然后放入130℃的烘箱中干燥60min，得到粘结剂改性陶瓷膜；

将粘结剂改性陶瓷膜置于固含量为0.05g/mL的聚四氟乙烯乳液中进行浸渍提拉，提拉速度为3mm/min，提拉结束后用水擦去表面的聚四氟乙烯，然后置于350℃的氮气的气氛炉中煅烧30min，自然冷却至室温得到疏水化陶瓷膜；

3)将步骤2)制得的疏水化陶瓷膜放入由γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.6g、甲醇30mL、水1mL组成的混合体系中，反应12h，取出放入120℃的烘箱中干燥80min得到氨基化陶瓷膜；将氨基化陶瓷膜放入100mL均苯四甲酸酐的二甲基甲酰胺溶液中，反应40h得到聚酰胺化的陶瓷膜；该均苯四甲酸酐的二甲基甲酰胺溶液中均苯四甲酸酐的质量为5g；将反应后得到的聚酰胺化的陶瓷膜放入80℃的烘箱中烘干15h；取出放入氮气的气氛炉中，在120℃煅烧1h，然后升温至160℃煅烧1h，再升温至200℃煅烧1h，再升温至240℃煅烧1h，自然冷却至室温即得。

实施例7

本实施例的亲水陶瓷复合膜包括陶瓷基膜，陶瓷基膜表面由内向外依次设置有粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层；所述陶瓷基膜、粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层的质量比为1：0.01：0.008：0.003：0.03；陶瓷基膜为三氧化二铝陶瓷膜，粘结剂层为聚乙烯醇缩丁醛；疏水聚合物层为聚四氟乙烯；硅烷偶联层为γ-氨丙基三甲氧基硅烷；亲水聚合物层为聚酰亚胺。

本实施例的亲水陶瓷复合膜的制备方法包括如下步骤：

1)把规格为1cm×1cm(质量为2g)的商用三氧化二铝陶瓷膜放入盛有丙酮的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出放入盛有无水乙醇的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出放入盛有蒸馏水的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出，在120℃烘7min得到清洗后的陶瓷膜；

2)将步骤1)清洗后的陶瓷膜放入100mL含聚乙烯醇缩丁醛0.3g的乙醇溶液中反应1h，吸附反应结束后用溶剂擦去表面的聚乙烯醇缩丁醛，然后放入120℃的烘箱中干燥30min，得到粘结剂改性陶瓷膜；

将粘结剂改性陶瓷膜置于固含量为0.3g/mL的聚四氟乙烯乳液中进行浸渍提拉，提拉速度为3mm/min，提拉结束后用水擦去表面的聚四氟乙烯，然后置于350℃的氮气的气氛炉中煅烧30min，自然冷却至室温得到疏水化陶瓷膜；

3)将步骤2)制得的疏水化陶瓷膜放入由γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.5g、甲醇30mL、水1mL组成的混合体系中，反应12h，取出放入120℃的烘箱中干燥80min得到氨基化陶瓷膜；将氨基化陶瓷膜放入100mL均苯四甲酸酐的二甲基甲酰胺溶液中，反应40h得到聚酰胺化的陶瓷膜；该均苯四甲酸酐的二甲基甲酰胺溶液中均苯四甲酸酐的质量为5g；将反应后得到的聚酰胺化的陶瓷膜放入80℃的烘箱中烘干15h；取出放入氮气的气氛炉中，在120℃煅烧1h，然后升温至160℃煅烧1h，再升温至200℃煅烧1h，再升温至240℃煅烧1h，自然冷却至室温即得。

实施例8

本实施例的亲水陶瓷复合膜包括陶瓷基膜，陶瓷基膜表面由内向外依次设置有粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层；所述陶瓷基膜、粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层的质量比为1：0.01：0.008：0.003：0.03；陶瓷基膜为三氧化二铝陶瓷膜，粘结剂层为聚乙烯醇缩丁醛；疏水聚合物层为聚四氟乙烯；硅烷偶联层为N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷；亲水聚合物层为聚酰亚胺。

本实施例的亲水陶瓷复合膜的制备方法包括如下步骤：

1)把规格为1cm×1cm(质量为2g)的商用三氧化二铝陶瓷膜放入盛有丙酮的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出放入盛有无水乙醇的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出放入盛有蒸馏水的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出，在120℃烘7min得到清洗后的陶瓷膜；

2)将步骤1)清洗后的陶瓷膜放入100mL含聚乙烯醇缩丁醛0.3g的乙醇溶液中反应1h，吸附反应结束后用溶剂擦去表面的聚乙烯醇缩丁醛，然后放入120℃的烘箱中干燥30min，得到粘结剂改性陶瓷膜；

将粘结剂改性陶瓷膜置于固含量为0.3g/mL的聚四氟乙烯乳液中进行浸渍提拉，提拉速度为3mm/min，提拉结束后用水擦去表面的聚四氟乙烯，然后置于350℃的氮气的气氛炉中煅烧30min，自然冷却至室温得到疏水化陶瓷膜；

3)将步骤2)制得的疏水化陶瓷膜放入由N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.5g、甲醇30mL、水1mL组成的混合体系中，反应12h，取出放入120℃的烘箱中干燥80min得到氨基化陶瓷膜；将氨基化陶瓷膜放入100mL均苯四甲酸酐的二甲基甲酰胺溶液中，反应40h得到聚酰胺化的陶瓷膜；该均苯四甲酸酐的二甲基甲酰胺溶液中均苯四甲酸酐的质量为5g；将反应后得到的聚酰胺化的陶瓷膜放入80℃的烘箱中烘干15h；取出放入氮气的气氛炉中，在120℃煅烧1h，然后升温至160℃煅烧1h，再升温至200℃煅烧1h，再升温至240℃煅烧1h，自然冷却至室温即得。

实施例9

本实施例的亲水陶瓷复合膜包括陶瓷基膜，陶瓷基膜表面由内向外依次设置有粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层；所述陶瓷基膜、粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层的质量比为1：0.01：0.008：0.003：0.03；陶瓷基膜为三氧化二铝陶瓷膜，粘结剂层为聚乙烯醇缩丁醛；疏水聚合物层为聚四氟乙烯；硅烷偶联层为N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷；亲水聚合物层为聚酰亚胺。

本实施例的亲水陶瓷复合膜的制备方法包括如下步骤：

1)把规格为1cm×1cm(质量为2g)的商用三氧化二铝陶瓷膜放入盛有丙酮的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出放入盛有无水乙醇的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出放入盛有蒸馏水的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出，在120℃烘7min得到清洗后的陶瓷膜；

2)将步骤1)清洗后的陶瓷膜放入100mL含聚乙烯醇缩丁醛0.3g的乙醇溶液中反应1h，吸附反应结束后用乙醇擦去表面的聚乙烯醇缩丁醛，然后放入120℃的烘箱中干燥30min，得到粘结剂改性陶瓷膜；

将粘结剂改性陶瓷膜置于固含量为0.3g/mL的聚四氟乙烯乳液中进行浸渍提拉，提拉速度为3mm/min，提拉结束后用水擦去表面的聚四氟乙烯，然后置于350℃的氮气的气氛炉中煅烧30min，自然冷却至室温得到疏水化陶瓷膜；

3)将步骤2)制得的疏水化陶瓷膜放入由N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.5g、乙醇30mL、水1mL组成的混合体系中，反应12h，取出放入120℃的烘箱中干燥80min得到氨基化陶瓷膜；将氨基化陶瓷膜放入100mL均苯四甲酸酐的二甲基甲酰胺溶液中，反应40h得到聚酰胺化的陶瓷膜；该均苯四甲酸酐的二甲基甲酰胺溶液中均苯四甲酸酐的质量为5g；将反应后得到的聚酰胺化的陶瓷膜放入80℃的烘箱中烘干15h；取出放入氮气的气氛炉中，在120℃煅烧1h，然后升温至160℃煅烧1h，再升温至200℃煅烧1h，再升温至240℃煅烧1h，自然冷却至室温即得。

实施例10

本实施例的亲水陶瓷复合膜包括陶瓷基膜，陶瓷基膜表面由内向外依次设置有粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层；所述陶瓷基膜、粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层的质量比为1：0.01：0.008：0.003：0.03；陶瓷基膜为三氧化二铝陶瓷膜，粘结剂层为聚乙烯醇缩丁醛；疏水聚合物层为聚四氟乙烯；硅烷偶联层为γ-氨丙基三乙氧基硅烷；亲水聚合物层为聚酰亚胺。

本实施例的亲水陶瓷复合膜的制备方法包括如下步骤：

1)把规格为1cm×1cm(质量为2g)的商用三氧化二铝陶瓷膜放入盛有丙酮的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出放入盛有无水乙醇的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出放入盛有蒸馏水的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出，在120℃烘7min得到清洗后的陶瓷膜；

2)将步骤1)清洗后的陶瓷膜放入100mL含聚乙烯醇缩丁醛0.3g的乙醇溶液中反应1h，吸附反应结束后用乙醇擦去表面的聚乙烯醇缩丁醛，然后放入120℃的烘箱中干燥30min，得到粘结剂改性陶瓷膜；

将粘结剂改性陶瓷膜置于固含量为0.3g/mL的聚四氟乙烯乳液中进行浸渍提拉，提拉速度为3mm/min，提拉结束后用水擦去表面的聚四氟乙烯，然后置于350℃的氩气的气氛炉中煅烧30min，自然冷却至室温得到疏水化陶瓷膜；

3)将步骤2)制得的疏水化陶瓷膜放入由γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.5g、乙醇30mL、水1mL组成的混合体系中，反应12h，取出放入120℃的烘箱中干燥80min得到氨基化陶瓷膜；将氨基化陶瓷膜放入100mL均苯四甲酸酐的二甲基甲酰胺溶液中，反应40h得到聚酰胺化的陶瓷膜；该均苯四甲酸酐的二甲基甲酰胺溶液中均苯四甲酸酐的质量为5g；将反应后得到的聚酰胺化的陶瓷膜放入80℃的烘箱中烘干15h；取出放入氩气的气氛炉中，在120℃煅烧1h，然后升温至160℃煅烧1h，再升温至200℃煅烧1h，再升温至240℃煅烧1h，自然冷却至室温即得。

实施例11

本实施例的亲水陶瓷复合膜包括陶瓷基膜，陶瓷基膜表面由内向外依次设置有粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层；所述陶瓷基膜、粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层的质量比为1：0.01：0.008：0.003：0.03；陶瓷基膜为三氧化二铝陶瓷膜，粘结剂层为聚乙烯醇缩丁醛；疏水聚合物层为聚四氟乙烯；硅烷偶联层为γ-氨丙基三甲氧基硅烷；亲水聚合物层为掺银的聚酰亚胺；亲水聚合物中银离子的含量为10％。

本实施例的亲水陶瓷复合膜的制备方法包括如下步骤：

1)把规格为1cm×1cm(质量为2g)的商用三氧化二铝陶瓷膜放入盛有丙酮的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出放入盛有无水乙醇的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出放入盛有蒸馏水的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出，在120℃烘7min得到清洗后的陶瓷膜；

2)将步骤1)清洗后的陶瓷膜放入100mL含聚乙烯醇缩丁醛0.3g的乙醇溶液中反应1h，吸附反应结束后用乙醇擦去表面的聚乙烯醇缩丁醛，然后放入120℃的烘箱中干燥30min，得到粘结剂改性陶瓷膜；

将粘结剂改性陶瓷膜置于固含量为0.3g/mL的聚四氟乙烯乳液中进行浸渍提拉，提拉速度为3mm/min，提拉结束后用水擦去表面的聚四氟乙烯，然后置于350℃的氮气的气氛炉中煅烧30min，自然冷却至室温得到疏水化陶瓷膜；

3)将步骤2)制得的疏水化陶瓷膜放入由γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.5g、甲醇30mL、水1mL组成的混合体系中，反应12h，取出放入120℃的烘箱中干燥80min得到氨基化陶瓷膜；将氨基化陶瓷膜放入100mL含有均苯四甲酸酐和银离子的二甲基甲酰胺溶液中，反应40h得到聚酰胺化的陶瓷膜；该溶液中均苯四甲酸酐的质量为5g，银离子的浓度为0.01g/mL；将反应后得到的聚酰胺化的陶瓷膜放入80℃的烘箱中烘干15h；取出放入氮气的气氛炉中，在120℃煅烧1h，然后升温至160℃煅烧1h，再升温至200℃煅烧1h，再升温至240℃煅烧1h，自然冷却至室温即得。

实施例12

本实施例的亲水陶瓷复合膜包括陶瓷基膜，陶瓷基膜表面由内向外依次设置有粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层；所述陶瓷基膜、粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层的质量比为1：0.01：0.008：0.003：0.03；陶瓷基膜为二氧化锆陶瓷膜，粘结剂层为聚乙烯醇缩丁醛；疏水聚合物层为聚四氟乙烯；硅烷偶联层为γ-氨丙基三甲氧基硅烷；亲水聚合物层为掺银的聚酰亚胺；亲水聚合物中银离子的含量为1％。

本实施例的亲水陶瓷复合膜的制备方法包括如下步骤：

1)把规格为1cm×1cm(质量为2.3g)的商用二氧化锆陶瓷膜放入盛有丙酮的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出放入盛有无水乙醇的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出放入盛有蒸馏水的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出，在120℃烘7min得到清洗后的陶瓷膜；

2)将步骤1)清洗后的陶瓷膜放入100mL含聚乙烯醇缩丁醛0.3g的乙醇溶液中反应1h，吸附反应结束后用乙醇擦去表面的聚乙烯醇缩丁醛，然后放入120℃的烘箱中干燥30min，得到粘结剂改性陶瓷膜；

将粘结剂改性陶瓷膜置于固含量为0.3g/mL的聚四氟乙烯乳液中进行浸渍提拉，提拉速度为3mm/min，提拉结束后用水擦去表面的聚四氟乙烯，然后置于350℃的氮气的气氛炉中煅烧30min，自然冷却至室温得到疏水化陶瓷膜；

3)将步骤2)制得的疏水化陶瓷膜放入由γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.5g、甲醇30mL、水1mL组成的混合体系中，反应12h，取出放入120℃的烘箱中干燥80min得到氨基化陶瓷膜；将氨基化陶瓷膜放入100mL含有均苯四甲酸酐和银离子的二甲基甲酰胺溶液中，反应40h得到掺银的聚酰胺化陶瓷膜；该溶液中均苯四甲酸酐的质量为5g，银离子的浓度为0.001g/mL；将反应后得到的掺银的聚酰胺化陶瓷膜放入80℃的烘箱中烘干15h；取出放入氮气的气氛炉中，在120℃煅烧1h，然后升温至160℃煅烧1h，再升温至200℃煅烧1h，再升温至240℃煅烧1h，自然冷却至室温即得。

实施例13

本实施例的亲水陶瓷复合膜包括陶瓷基膜，陶瓷基膜表面由内向外依次设置有粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层；所述陶瓷基膜、粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层的质量比为1：0.01：0.008：0.003：0.03；陶瓷基膜为二氧化钛陶瓷膜，粘结剂层为聚乙烯醇缩丁醛；疏水聚合物层为聚四氟乙烯；硅烷偶联层为γ-氨丙基三甲氧基硅烷；亲水聚合物层为掺银的聚酰亚胺；亲水聚合物中银离子的含量为5％。

本实施例的亲水陶瓷复合膜的制备方法包括如下步骤：

1)把规格为1cm×1cm(质量为2.1g)的商用二氧化钛陶瓷膜放入盛有丙酮的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出放入盛有无水乙醇的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出放入盛有蒸馏水的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出，在120℃烘7min得到清洗后的陶瓷膜；

2)将步骤1)清洗后的陶瓷膜放入100mL含聚乙烯醇缩丁醛0.3g的乙醇溶液中反应1h，吸附反应结束后用乙醇擦去表面的聚乙烯醇缩丁醛，然后放入120℃的烘箱中干燥30min，得到粘结剂改性陶瓷膜；

将粘结剂改性陶瓷膜置于固含量为0.3g/mL的聚四氟乙烯乳液中进行浸渍提拉，提拉速度为3mm/min，提拉结束后用水擦去表面的聚四氟乙烯，然后置于350℃的氮气的气氛炉中煅烧30min，自然冷却至室温得到疏水化陶瓷膜；

3)将步骤2)制得的疏水化陶瓷膜放入由γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.5g、甲醇30mL、水1mL组成的混合体系中，反应12h，取出放入120℃的烘箱中干燥80min得到氨基化陶瓷膜；将氨基化陶瓷膜放入100mL含有均苯四甲酸酐和银离子的二甲基甲酰胺溶液中，反应40h得到掺银的聚酰胺化陶瓷膜；该溶液中均苯四甲酸酐的质量为5g，银离子的浓度为0.1g/mL；将反应后得到的掺银的聚酰胺化陶瓷膜放入80℃的烘箱中烘干15h；取出放入氮气的气氛炉中，在120℃煅烧1h，然后升温至160℃煅烧1h，再升温至200℃煅烧1h，再升温至240℃煅烧1h，自然冷却至室温即得。

实施例14

本实施例的亲水陶瓷复合膜包括陶瓷基膜，陶瓷基膜表面由内向外依次设置有粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层；所述陶瓷基膜、粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层的质量比为1：0.01：0.008：0.003：0.03；陶瓷基膜为二氧化硅陶瓷膜，粘结剂层为聚乙烯醇缩丁醛；疏水聚合物层为聚四氟乙烯；硅烷偶联层为γ-氨丙基三甲氧基硅烷；亲水聚合物层为掺银的聚酰亚胺；亲水聚合物中银离子的含量为5％。

本实施例的亲水陶瓷复合膜的制备方法包括如下步骤：

1)把规格为1cm×1cm(质量为1.8g)的商用二氧化硅陶瓷膜放入盛有丙酮的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出放入盛有无水乙醇的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出放入盛有蒸馏水的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出，在120℃烘7min得到清洗后的陶瓷膜；

2)将步骤1)清洗后的陶瓷膜放入100mL含聚乙烯醇缩丁醛0.3g的乙醇溶液中反应1h，吸附反应结束后用乙醇擦去表面的聚乙烯醇缩丁醛，然后放入120℃的烘箱中干燥30min，得到粘结剂改性陶瓷膜；

将粘结剂改性陶瓷膜置于固含量为0.3g/mL的聚四氟乙烯乳液中进行浸渍提拉，提拉速度为3mm/min，提拉结束后用水擦去表面的聚四氟乙烯，然后置于350℃的氮气的气氛炉中煅烧30min，自然冷却至室温得到疏水化陶瓷膜；

3)将步骤2)制得的疏水化陶瓷膜放入由γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.5g、甲醇30mL、水1mL组成的混合体系中，反应12h，取出放入120℃的烘箱中干燥80min得到氨基化陶瓷膜；将氨基化陶瓷膜放入100mL含有均苯四甲酸酐和银离子的二甲基甲酰胺溶液中，反应40h得到掺银的聚酰胺化陶瓷膜；该溶液中均苯四甲酸酐的质量为5g，银离子的浓度为0.1g/mL；将反应后得到的掺银的聚酰胺化陶瓷膜放入80℃的烘箱中烘干15h；取出放入氮气的气氛炉中，在120℃煅烧1h，然后升温至160℃煅烧1h，再升温至200℃煅烧1h，再升温至240℃煅烧1h，自然冷却至室温即得。

实施例15

本实施例的亲水陶瓷复合膜包括陶瓷基膜，陶瓷基膜表面由内向外依次设置有粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层；所述陶瓷基膜、粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层的质量比为1：0.01：0.008：0.003：0.03；陶瓷基膜为三氧化二铝陶瓷膜，粘结剂层为聚乙烯醇缩丁醛；疏水聚合物层为聚四氟乙烯；硅烷偶联层为γ-氨丙基三甲氧基硅烷；亲水聚合物层为掺银的聚酰亚胺；亲水聚合物中银离子的含量为5％。

本实施例的亲水陶瓷复合膜的制备方法包括如下步骤：

1)把规格为1cm×1cm(质量为2g)的商用三氧化二铝陶瓷膜放入盛有丙酮的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出放入盛有无水乙醇的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出放入盛有蒸馏水的烧杯中，在超声清洗器中清洗7min，取出，在120℃烘7min得到清洗后的陶瓷膜；

2)将步骤1)清洗后的陶瓷膜放入100mL含聚乙烯醇缩丁醛0.3g的乙醇溶液中反应1h，吸附反应结束后用乙醇擦去表面的聚乙烯醇缩丁醛，然后放入120℃的烘箱中干燥30min，得到粘结剂改性陶瓷膜；

将粘结剂改性陶瓷膜置于固含量为0.3g/mL的聚四氟乙烯乳液中进行浸渍提拉，提拉速度为3mm/min，提拉结束后用水擦去表面的聚四氟乙烯，然后置于350℃的氮气的气氛炉中煅烧30min，自然冷却至室温得到疏水化陶瓷膜；

3)将步骤2)制得的疏水化陶瓷膜放入由γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.5g、甲醇30mL、水1mL组成的混合体系中，反应12h，取出放入120℃的烘箱中干燥80min得到氨基化陶瓷膜；将氨基化陶瓷膜放入100mL含有均苯四甲酸酐和银离子的二甲基甲酰胺溶液中，反应40h得到掺银的聚酰胺化陶瓷膜；该溶液中均苯四甲酸酐的质量为5g，银离子的浓度为0.1g/mL；将反应后得到的掺银的聚酰胺化陶瓷膜放入80℃的烘箱中烘干10h；取出放入氮气的气氛炉中，在120℃煅烧1h，然后升温至160℃煅烧1h，再升温至200℃煅烧1h，再升温至240℃煅烧1h，自然冷却至室温即得。

试验例

取实施例中的亲水陶瓷复合膜，以商用三氧化二铝陶瓷膜作为对比例，进行如下试验和分析。

1)扫描电镜测试

将实施例2中的亲水陶瓷复合膜及作为基膜的商用三氧化二铝陶瓷膜分别进行扫描电镜测试，结果如图1-2所示，其中，图1为商用三氧化二铝陶瓷膜的扫描电镜图，图2为实施例2中的亲水陶瓷复合膜的扫描电镜图。

由图1和图2可以看出，在商用陶瓷膜表面引入亲水涂层后(图2)后，明显看到表面被一层薄膜状物质覆盖，使陶瓷膜粒子边界模糊，这可能是表面成功接枝亲水涂层材料所致。

2)能谱测试

将实施例6中的亲水陶瓷复合膜、作为基膜的商用三氧化二铝陶瓷膜分别进行能谱测试，测试结果如图3和表1-3所示。为了能够测量到孔道中的疏水涂层，在制样时选取纵侧面作为测试面。

其中图3为亲水陶瓷复合膜的能谱图，表1、2分别为商用三氧化二铝陶瓷膜、亲水陶瓷复合膜的能谱数据。

由图3可以看出，有明显的氟元素存在，说明孔道疏水涂层成功引入。

表1商用三氧化二铝陶瓷膜的能谱数据

表2亲水陶瓷膜涂层材料的能谱数据

由表1-表2可以看出，与商用三氧化二铝陶瓷膜的能谱数据相比，亲水陶瓷复合膜材料中碳含量增加氧含量降低，而且出现了氟元素，说明已经成功将聚四氟乙烯涂层引入到陶瓷膜孔道，聚酰亚胺涂层引入到陶瓷膜表面。

能谱测试结果结合扫描电镜分析，可以看出利用本发明提供的方法，成功地实现了陶瓷膜孔道的疏水改性和陶瓷膜表面的亲水改性，得到了一种亲水陶瓷膜复合涂层材料。

3)接触角测试

为了验证本发明的技术方案是否实现了陶瓷膜表面的疏水亲油性，可以以接触角进行评价。

图4为本发明实施例4中的亲水陶瓷复合膜材料对油的接触角测试图，对油接触角为126°，表明本发明制备的亲水陶瓷复合膜材料具有良好的亲油性。

没改性的商用陶瓷膜以及以聚酰亚胺改性的陶瓷膜均表现出优异的亲水性和瞬间的渗透性，不能形成稳定的接触角；因此以渗透速率曲线表示涂层材料亲水性。

图5为本发明实施例14制备的亲水陶瓷复合膜涂层材料对水的渗透曲线。从渗透曲线可以看出，在1520ms内，涂层对水的接触角从最初的90°降到0°，表明本发明制备的亲水陶瓷复合膜材料对水具有良好的渗透性。

Claims (10)

1.一种亲水陶瓷复合膜，包括陶瓷基膜，其特征在于，所述陶瓷基膜表面设置有亲水聚合物层，所述亲水聚合物层为聚酰亚胺或掺银离子的聚酰亚胺。

2.根据权利要求1所述的亲水陶瓷复合膜，其特征在于，所述陶瓷基膜表面由内向外依次设置有粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层及所述亲水聚合物层；所述陶瓷基膜、粘结剂层、疏水聚合物层、硅烷偶联层、亲水聚合物层的质量比为1：0.001-0.01：0.005-0.01：0.001-0.005：0.01-0.05。

3.根据权利要求2所述的亲水陶瓷复合膜，其特征在于，所述疏水聚合物层为聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的亲水陶瓷复合膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)将陶瓷基膜置于粘结剂溶液中反应1-24h得到粘结剂改性陶瓷膜，然后将粘结剂改性陶瓷膜置于疏水聚合物溶液中浸渍提拉，取出后在100-400℃下煅烧30-120min得疏水化陶瓷膜；

2)将步骤1)制得的疏水化陶瓷膜经硅烷偶联化处理得氨基化陶瓷膜，然后将氨基化陶瓷膜进行聚酰胺化处理得聚酰胺化陶瓷膜，所述聚酰胺化处理是将氨基化陶瓷膜放入均苯四甲酸酐的二甲基甲酰胺溶液中反应20-72h；

3)将步骤2)制得的聚酰胺化陶瓷膜在120-240℃下煅烧1-4h，冷却即得。

5.根据权利要求4所述的亲水陶瓷复合膜的制备方法，其特征在于：步骤1)中粘结剂为丙基三甲氧基硅烷偶联剂、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯中的一种或几种。

6.根据权利要求4所述的亲水陶瓷复合膜的制备方法，其特征在于：步骤1)中浸渍提拉是将粘结剂改性陶瓷膜置于固含量为0.01-0.5g/mL的疏水聚合物溶液中进行浸渍提拉，提拉速度为1-5mm/min。

7.根据权利要求4所述的亲水陶瓷复合膜的制备方法，其特征在于，所述疏水聚合物为聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯中的一种或几种。

8.根据权利要求4所述的亲水陶瓷复合膜的制备方法，其特征在于：步骤2)中硅烷偶联化处理是将疏水化陶瓷膜放入硅烷偶联化处理液中反应1-24h。

9.根据权利要求8所述的亲水陶瓷复合膜的制备方法，其特征在于：所述硅烷偶联化处理液包括硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。

10.根据权利要求4所述的亲水陶瓷复合膜的制备方法，其特征在于：步骤3)中煅烧是将聚酰胺化陶瓷膜依次在120℃、160℃、200℃、240℃温度下分别煅烧1h。