α-Al<,2>O<,3>微滤膜在陶瓷膜装置中已经得到广泛的应用，随着在化学工业、环境工程、食品工业及水处理等领域应用的不断扩大，对α-Al<,2>O<,3>微滤膜的过滤效率和物化性能提出了更高的要求。本文利用金属氧化物ZnO、TiO<,2>、SnO<,2>对α-AL<,2>O<,3>微滤膜进行了修饰改性，研究发现，改性后尽管膜的孔径和孔隙率减小，但微滤膜的水过滤通量却显著提高了。这一新的结果在相关文献中未见报道，为改善陶瓷膜的过滤效率提供了一条有效途径。本文还系统研究了改性涂层的制备工艺、显微结构、表面物理化学性能与改性效果之间的关系，探讨了相关的机理。 首先，本文以硝酸锌与尿素为主要原料，创新性地采用饱和蒸汽中的均相沉淀法在α-AL<,2>O<,3>微滤膜的孔壁上制备晶粒尺寸为10nm左右的ZnO改性涂层。实验结果显示，微滤膜改性后水过滤通量有明显提高，最高可提高49.6％。本文还研究了制备工艺条件对微滤膜显微结构以及改性效果的影响，合理的改性工艺参数为：改性溶液Zn<2+>浓度为0.3～0.5mol/L，反应温度为75℃-95℃，尿素与金属离子的浓度比为2:1，涂覆次数2.3次，烧成温度为1000℃～1150℃，保温时间1小时。 为进一步探讨改性规律，还对α-Al<,2>O<,3>微滤膜进行了TiO<,2>的改性研究。以硝酸钛、尿素为主要原料，同样用饱和蒸汽中的均相沉淀法在α-Al<,2>O<,3>微滤膜的孔壁上制备了晶粒尺寸为10—15nm的TiO<,2>改性涂层。结果表明，TiO<,2>改性也可使水过滤通量提高21.4％，合理的改性涂层制备工艺制度为：反应温度在85℃～95℃之间，Ti<4+>浓度小于0.3mol/L，烧成温度为950℃～1000℃，保温时间1小时。作者还研究了TiO<,2>改性涂层对微滤膜耐酸碱能力的影响，结果显示，TiO<,2>改性可显著地提高α-Al<,2>O<,3>微滤膜的耐酸碱性能，还可使微滤膜对酸碱溶液的过滤通量也得到提高，并且对酸液的过滤效率要高于对碱液的过滤效率。 宏观电泳及Zeta电位测试表明，ZnO、TiO<,2>改性涂层表面荷负电，并发现ZnO、TiO<,2>改性后水通量的变化与改性涂层ζ-电位的变化规律一致。根据这种现象，通过微滤膜孔壁表面双电层结构及双电层对流体的作用的分析，提出了微滤膜中的微流体流动模型，认为对于微滤膜而言，由于孔径小，孔的比表面积大，孔壁对流体的流动影响很大。孔壁表面改性后ζ-电位的提高使流体滑移面的速度增大，速度梯度增加，从而提高了流体的平均流速，相应提高了流体过滤通量。 为深入研究水过滤通量与ζ-电位之间的关系，以SnCl<,4>、氨水为主要原料，采用原位生成法对α-Al<,2>O<,3>微滤膜进行了SnO<,2>改性，并通过In掺杂量调节SnO<,2>改性涂层ζ-电位大小。实验结果显示In掺杂可调控改性涂层的ζ-电位，掺杂量为2％时ζ-电位最高，并且过滤通量随ζ-电位的增大而增大，从而进一步验证了改性涂层的ζ-电位对微滤膜过滤通量有着重要影响。微滤膜被In掺杂的SnO<,2>改性后，过滤通量提高了29.56％。 本文还进行了ZnO改性α-A1<,2>O<,3>微滤膜的初步应用实验。实验表明：ZnO改性可使商业管式膜的自来水渗透过滤通量提高18l％，并且具有良好的耐久性。作者还研究了改性前后膜的流动电位及过滤介质离子浓度与过滤通量的关系，实验显示，改性后微滤膜的流动电位高于未改性膜，过滤通量随过滤介质离子浓度的提高而减小，这一规律进一步表明，微滤膜的过滤通量与膜孔表面的双电层结构有关。