背景技術
陶瓷膜的研究始于20世紀40年代，其發展可分為三個階段。從用于鈾的同位素分離的核工業時期進入到以無機微濾膜和超濾膜為主的液體分離時期和以膜催化反應為核心的全面發展時期。20世紀90年代，溶膠-凝膠技術的出現標志著無機膜的研究與應用進入第三個階段，即以氣體分離應用為主和陶瓷膜分離器-反應器組合構件的研究階段。
陶瓷膜分離技術由于兼有分離、濃縮、純化和精制的功能，又有高效、節能、環保、 分子級過濾及過濾過程簡單、易于控制等特征，因此，廣泛應用于食品、醫藥、生物、環保、化工、冶金、能源、石油、水處理、電子、仿生等領域，產生了巨大的經濟效益和社會效益，已成為分離科學中最重要的手段之一。
陶瓷膜制備技術是在基體表面制備一層或多層陶瓷膜以使其具有鐵電性，生物活性，或提高其耐磨、耐蝕、耐高溫和抗微生物侵蝕等性能的表面工程技術，已經在環保、化工和生物工程等領域起到了非常重要的作用，而且表現出其他產品無法替代的優勢。不僅如此，陶瓷膜還將在能源、資源和健康等領域的分離工藝中發揮重要作用。因此，無機陶瓷濾膜將成為前景十分廣闊的一種材料，對解決我國資源短缺、環境污染等問題，都起著十分重要的作用。
目前無機陶瓷膜的主要制備技術有：溶膠-凝膠法、固態粒子燒結法、分相法、化學氣相沉積法、物理氣相沉積法等。目前多孔膜主要是超濾和微濾膜，其制備方法以粒子燒結法和溶膠-凝膠法為主。前者主要用于制備微孔濾膜，而后者主要用來制備超濾膜。20 世紀50年代，法國、美國等先后開發了各種SiC、莫來石、Zr02、陶瓷纖維等氣、液過濾、微生物處理用微孔陶瓷過濾元件，主要用于化工、食品、飲料及水處理行業。20世紀70年代，日本等國家在高溫氣體凈化、煙氣除塵用多孔陶瓷過濾材料研究方面取得了較大進展。從20 世紀80年代開始，國外在陶瓷膜的研究及開發應用、高溫陶瓷熱氣體凈化技術方面研究又取得較大的突破。隨著使用范圍的擴大，其材質也由普通的粘土發展到耐高溫、耐腐蝕、抗熱沖擊的材質，如SiC、堇青石、莫來石、Zr02和Si02等。從20世紀90年代開始，制備無機分離膜的材質種類越來越多，其中最常用的是A1203。
目前，無機陶瓷膜在水處理中應用的障礙主要有二個方面，其一是制造過程復雜，成本高，價格昂貴；其二是膜通量問題，只有克服膜污染并提高膜的過濾通量，才能真正推廣應用到水處理的各個領域。
發明內容
針對上述問題，本發明的目的在于設計一種制造成本低、膜通量大的A1203_Si02 陶瓷膜及其制備方法。
為達到上述問題，本發明所提出的技術方案為：一種A1203_Si02陶瓷膜，包括支撐體和分離層，其特征在于：所述的分離層采用納米Si02、PVA、甘油、水組成的制膜液通過溶融-凝膠法涂覆于支撐層內表面制得。
進一步，所述的制膜液中各物料的組分分別為納米Si02 13%, PVA 15%、甘油 10-22%、水 50-57%
進一步，所述的分離層的厚度為50-60 μm。
進一步，所述的支撐體所用原料及各組分質量百分比分別為：陶瓷膜支撐體粉體 90-95 %，造孔劑1-5 %，粘結劑0.5-5 %，燒結助劑0.5-5 %。
進一步，所述的陶瓷膜支撐體粉體為納米A1203，所述的粘結劑為聚乙烯醇、聚丙烯酸或酚醛樹脂的任意一種或幾種，所述的燒結助劑為高嶺土、膨潤土、氧化鎂中的任意一種或者幾種的混合，所述的造孔劑為碳粉。
本發明還涉及上述A1203_Si02陶瓷膜的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：
步驟1 ：將支撐體所用原料混合攪拌均勻，使用共混粒子燒結法，在溫度 12000C -1600℃下，燒結時間4-6h，自然降溫得支撐體；
步驟2 ：把不同配比的納米Si02和水混合后在20℃左右的環境下陳化Mh，再加入不同比例的PVA和甘油作為添加劑得到制膜液；
步驟3 ：將制膜液多次涂覆在陶瓷膜支撐體內表面上，至表面均勻為止，放置干燥，最后把干透后的陶瓷膜放入燒結爐中于800℃下燒結，即得A1203-Si02陶瓷膜。
進一步，所述的支撐體所用原料及各組分質量百分比分別為：陶瓷膜支撐體粉體 90-95 %，造孔劑1-5 %，粘結劑0.5-5 %，燒結助劑0.5-5 %。
進一步，所述的陶瓷膜支撐體粉體為納米A1203，所述的粘結劑為聚乙烯醇、聚丙烯酸或酚醛樹脂的任意一種或幾種，所述的燒結助劑為高嶺土、膨潤土、氧化鎂中的任意一種或者幾種的混合，所述的造孔劑為碳粉。
進一步，所述的制膜液中各物料的組分分別為納米Si02 13%, PVA 15%、甘油 10-22%、水 50-57%
進一步，所述的涂覆次數優選3-5次。
進一步，所述的分離層的厚度為50_60μm。
綜上所述，本發明所述的A1203_Si02陶瓷膜，采用納米Α1203作為主要原料，碳粉為造孔劑，利用共混粒子燒結法，制備納米A1203支撐體，并且采用溶融-凝膠法在支撐體內表面上涂覆納米Si02、PVA、甘油等材料組成的制膜液，形成A1203-Si02陶瓷膜，解決了制作成本高，膜孔徑不均勻等問題。采用上述技術方案，具有成本低廉、簡單易得、膜通量加大，機械強度高，耐污染。膜孔徑均勻、膜壁薄，滲透通量大和節省原料、易于實現分離設備小型化、結構簡單化等特點。具體實施方式
下面具體實施例，對本發明做進一步說明。
( 一 )A1203-Si02 陶瓷膜的制備
步驟1 ：支撐體的制備
支撐體所用原料混合攪拌均勻，使用共混粒子燒結法，在溫度1200℃ -1600℃下，燒結時間4_6h，自然降溫，得支撐體；支撐體所用原料及各組分質量百分比分別為：陶瓷膜支撐體粉體90-95 %，造孔劑1-5 %，粘結劑0.5-5 %，燒結助劑0.5-5 %，所述的陶瓷膜支撐體粉體為納米A1203，所述的粘結劑為聚乙烯醇、聚丙烯酸或酚醛樹脂的任意一種或幾種，所述的燒結助劑為高嶺土、膨潤土、氧化鎂中的任意一種或者幾種的混合，所述的造孔劑為碳粉。
步驟2 ：制膜液的制備
把不同配比的納米Si02和水混合后在20℃左右的環境下陳化Mh，再加入不同比例的PVA和甘油作為添加劑得到制膜液；制備不同孔徑的陶瓷膜分離層各物料質量百分比如表一所示。
表一
步驟3 ：將制膜液多次涂覆在陶瓷膜支撐體內表面上，涂覆次數優選3-5次，分離層的厚度為50-60 μ m為宜，至表面均勻為止，放置干燥，最后把干透后的陶瓷膜放入燒結爐中于800℃下燒結，即得A1203-Si02陶瓷膜。
( 二）A1203_Si02陶瓷膜參數的測量
將制備所得的不同孔徑的陶瓷膜對污水中直徑大于0.5 μ m的顆粒的平均截留率及初始膜通量進行測試，所得結果見表二。
表二