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过滤分离用多孔陶瓷材料在水质净化、饮料提纯、医药、生物工程等行业有广泛的应用,已逐渐成为现代工业生产实现可持续发展战略的重要组成部分。硅藻土存在天然的微孔结构,被称作“天然分子筛”,是制备助滤剂、多孔陶瓷材料的良好原料。但现有的单一孔分布的硅藻土基多孔陶瓷材料,具有强度低、渗透通量差、分离效率低等缺点,严重制约了其在多孔材料领域的应用。近年来,孔梯度材料这一设计理念被广泛应用到各类功能材料的生产制备中,将该先进材料设计理念应用到硅藻土基多孔陶瓷材料领域,开发研制具有孔梯度分布的硅藻土基多孔陶瓷材料具有重要的应用价值和学术价值。本文以硅藻土矿物为主要原料,通过添加高岭土、硅灰石、碳酸锂等组份设计陶瓷配方,以逐层构造法制备出了兼具高机械强度、高选择透过性的孔梯度多孔陶瓷材料。并对样品进行了物相分析、微观形貌分析、力学性能及过滤性能分析,分别探究了分离层材料、支撑体材料的原料配比、添加剂、造孔剂、烧结温度对其孔隙率、抗弯强度的影响。取得了以下研究成果:1.烧结温度对硅藻土的孔结构具有重要的影响,当烧结温度低于1100℃时,孔梯度多孔陶瓷虽具有良好的孔隙率,但其机械强度过低,样品的实际应用价值较小。当烧结温度控制在1100℃1140℃时,硅藻土颗粒的孔结构可以得到最大限度的保留,且多孔陶瓷具有一定的机械强度。烧结温度高于1140℃时,制备的多孔陶瓷具有较好的机械强度,但是硅藻土颗粒开始发生熔蚀现象,天然孔结构遭到破坏,孔隙率下降,温度越高,孔结构被破坏程度越高。因此,综合考虑烧结温度对多孔陶瓷强度和孔隙率的影响,确定最佳烧结温度为1140℃。2.通过逐层构造法,制备了孔径沿某一方向存在梯度的孔梯度多孔陶瓷材料。该孔梯度多孔陶瓷由分离层和支撑体两部分组成,抗弯强度达到22.5 MPa,支撑体层的孔隙率为59.05%,孔径为820μm;分离层的孔隙率为55.43%,孔径为0.20.8μm。3.研究了碳酸锂和硅灰石添量对支撑体性能的影响。以碳酸锂为助烧剂可以有效提高支撑体的强度。碳酸锂在低温下变为液相,并与坯料中的氧化物发生烧结反应生成致密的LiAlSi3O8相,使支撑体的强度大大提高。硅灰石在烧结时具有较低的体积效应,通过调节其添加量,可以有效控制支撑体烧结时体积效应。4.研究了孔梯度多孔陶瓷对不同粒径颗粒的截留能力,其对粒径大于5μm的颗粒的截留率高达99%,对粒径2μm的颗粒的截留率为97%。