陶瓷膜具有耐高温、耐腐蚀、耐微生物侵蚀、强度高、处理能力大等特点,在分离领域得到了广泛的关注和应用。氧化铝陶瓷膜是一类性价比高的陶瓷膜,广泛应用在食品、医疗、化工等行业。然而制备氧化铝陶瓷膜采用的不规则氧化铝颗粒,烧结过程陶瓷膜表面易产生裂缝、形成不均匀的孔结构,同时膜的表面比较粗糙,对陶瓷膜的截留性能及渗透通量会产生一定的影响。针对以上这些问题,本论文采用热等离子体制备的超细球形氧化铝进行陶瓷超滤膜制备,超细球形氧化铝粒径约为100 nm,表面光滑,zeta电位高,通过调控烧结温度、浆料的固含量、浸渍时间、聚乙烯醇的浓度和施加的电压对陶瓷膜表面的微孔结构形貌进行了调控,制备了膜表面无缺陷、孔结构均匀、渗透通量高,膜表面平整的陶瓷超滤膜。(1)表征了等离子体制备的超细氧化铝,氧化铝粉体为致密球形颗粒,粒径约为100 nm,粒径分布窄,具有较高的zeta电位,pH为7时,zeta电位为54.06 mV,浆料稳定性高,室温放置14天没有发生分层。然后,以致密球形氧化铝颗粒为原料,通过紧密堆积的球形颗粒烧结,形成较为均匀的烧结颈部,制备了孔径分布窄、膜表面无缺陷的陶瓷膜。研究了陶瓷膜的烧结温度、氧化铝浆料的固含量、聚乙烯醇的浓度、浸渍时间对陶瓷膜微孔结构形貌及其性能的影响,通过过滤纳米硅水分散液对陶瓷膜的性能进行评价,获得了陶瓷膜微孔结构形貌的调控规律。探讨了球形超细氧化铝陶瓷膜的烧结机理和陶瓷膜过滤纳米硅水分散液的过滤堵塞模型。最后,利用制备的陶瓷膜进行了邯郸钢铁厂冷轧乳化油废水的处理,处理后的渗透液油含量9.34 mg/L,油含量截留率达到98.58%。(2)针对陶瓷膜表面平整度的不足引起的过滤堵塞,利用球形氧化铝zeta电位较高的特点,通过施加电场来调控浸渍提拉后氧化铝颗粒在陶瓷膜表面及断面的排列,引导氧化铝粒子滑动重排,制备了孔结构均匀,膜表面平整光滑的陶瓷超滤膜。研究了施加不同电压对陶瓷膜表面微孔结构形貌和性能的影响,研究发现,随着施加电压的增加,陶瓷膜颗粒的烧结程度增大,陶瓷膜表面的粗糙度逐渐减小。通过过滤切削液乳化油进行了施加不同电压陶瓷膜的性能评价,施加电压为80 V时,乳化油的截留率达到97.83%。随着施加电压的增加,过滤切削液乳化油达到平衡的时间增加,平衡渗透通量增加。最后,对不同表面粗糙度的陶瓷膜过滤乳化油的膜污染过程进行了研究,结果表明,粗糙度越大的陶瓷膜,乳化油颗粒越容易黏附在陶瓷膜表面堵塞孔道,导致渗透通量减小,因此表面光滑平整的膜表面有利于降低膜污染。