溶胶凝胶法制备Al2O3-TiO2复合膜：热稳定性和结构表征

本篇文章主要探讨了Al2O3-TiO2复合膜的制备工艺及其性质表征。研究者以异丙醇铝和钛酸丁酯作为前驱体，采用了溶胶-凝胶法制备这种复合膜，这是一种常见的无机膜制备方法之一。通过热重分析(TG-DTG)、傅里叶变换红外光谱(FI-IR)和原子力显微镜(AFM)等精密测试手段，对复合膜的热稳定性、化学组成和表面微观结构进行了深入研究。 结果显示，在60°C的条件下，相对湿度保持在70%可以得到结构完整的凝胶膜，这表明制备工艺对膜的形成至关重要。复合膜表现出良好的热稳定性，即使在500°C的高温下，也没有明显的质量损失，这表明其在耐高温环境中有优异的表现。值得注意的是，复合凝胶中未检测到Al-O-Ti键的存在，这意味着在制备过程中，Al2O3和TiO2成分之间并未发生化学反应，而是保持着各自独立的化学状态，TiO2主要集中在Al2O3的表面，形成了有序的分布。 AFM分析进一步揭示了薄膜的表面特性，显示其表面均匀平整，具有较高的平整度。薄膜的平均孔径约为20纳米，这对于膜的渗透性和通透性有着重要影响。这些结果对于理解复合膜的微观结构及其潜在的应用性能提供了宝贵的数据。 在实际应用方面，Al2O3-TiO2复合膜可能具有在MBR(膜生物反应器)中的广阔前景，特别是对于印染废水处理。相比于有机膜，无机膜如Al2O3-TiO2复合膜具有更好的化学稳定性，能适应更严格的环境条件，从而提高膜组件的使用寿命和整体性能。 本文的研究不仅为Al2O3-TiO2复合膜的制备提供了详细的方法指导，而且为这类无机膜在特定领域的应用提供了科学依据，特别是在MBR技术中的潜在应用可能性。这对于推动无机膜材料的发展和优化膜分离技术具有重要意义。