水泥是一种粉状水硬性无机胶凝材料,其与水充分搅拌后形成粘稠的浆料,在空气中或水中能够发生水化反应并且可以将砂石等粗细骨料粘结在一起,形成一种强度较高且能抵抗盐水腐蚀的常用无机材料一混凝土。水泥是通过加热煅烧粘土、石灰石或者其他类似生料混合物,并辅以适量外加剂制备而成的。由于制备水泥所需的原材料成本低廉,购置渠道广泛,这使得水泥成为了世界上成本最低的无机材料之一。与此同时,水泥基复合材料也是工业领域最重要和最多样的建筑材料。水泥浆料不仅具有良好的流变性能,且能够在一定的养护条件下发生水化反应,该反应产生众多的水化产物并成为水泥基复合材料的强度来源。与其他无机材料制备所需的工艺相比(烧结、煅烧),水泥的养护方法几乎没有成本与能耗,且工艺极为简便,是一种环保无污染的制备手段。多孔水泥基复合材料已被广泛的应用到各个领域之中,如人工骨骼替代,原油吸附,电磁干扰屏蔽,然而极少有报道涉及到关于制备定向多孔水泥基材料在分离领域中的应用。无机多孔材料的制备方法有许多,如发泡法、等静压法、造孔剂溶出法、固态粒子高温气化法等。其中造孔剂溶出法也被称作粒子溶出法,是通过造孔剂在溶液中的溶出的形式成孔,是一种制备三维多孔结构的有效方法,常用于骨组织工程的搭建；固态粒子烧结法即高温气化法,它是通过在高温下将造孔剂气化的方式造孔,是制备多孔陶瓷的一种常见方法；冷冻塑形作为一种新兴的制孔工艺,于近年来受到诸多科研人员的广泛关注。通过改变几个关键的制备要素,冷冻塑形法能够制得不同孔径大小及不同孔隙率范围的多孔材料,更因所制备的孔道具有定向均匀排列的特性,最终使多孔材料具有良好的力学性能以及可观的通量。本研究通过上述三种不同的制备方法研制了三种具有不同结构的多孔材料,通过对他们的结构与性能进行表征分析后发现,粒子溶出法所制备的多孔水泥基材料虽然具有可调控的孔隙率,但其所形成的孔道不连续,通孔比例较小,孔径尺寸较大(50μm～100μm),纯水渗透性实验也说明了其渗透性能较差。高温气化法制备的多孔水泥基材料虽然具有一定的孔隙率,但由于高温处理时水泥基材料极易受到破坏,且致孔剂(淀粉)在气化后所形成的孔道分布不均匀,孔道连续性较差,纯水渗透性实验也证明其渗透性能极差。冷冻塑形工艺是一种制备具有定向孔道的水泥基复合多孔材料(水泥膜)的有效方法。该实验通过球磨将水或叔丁醇,有机粘结剂分散剂,硅酸盐水泥充分混合搅拌均匀制得稳定的水泥基混合浆料,通过冷冻塑形的方法将该浆料定向冷冻为冻坯,随后将其置于冷冻干燥机内使造孔剂挥发完全以得到素坯,最终使多孔水泥基素坯在一定养护条件下充分反应得到定向多孔水泥基材料。本实验研究了水泥膜的各项性能与制备条件之间的关系,同时利用光学显微镜、扫描电子显微镜、压汞仪、X射线衍射仪、抗压强度测试仪、氮气吸附仪、紫外吸收光谱仪等仪器设备对制备的水泥膜结构性能进行表征,最后利用自制膜评价仪对水泥膜的渗透性能及分离性能做了详细研究。实验结果表明：冷冻塑形法成功的将水泥基复合材料制备成新型的定向多孔水泥膜：冷冻温度、浆料固含量、养护周期都对水泥膜的结构性能造成了不同的影响；孔道尺寸随着冷冻温度的下降、固含量的增加而减小,反之亦然;孔隙率随着冷冻温度的上升、固含量的减少而增加,反之亦然：由叔丁醇作为造孔剂制备所得的水泥膜在操作压力为0.2MPa时,对牛血清蛋白(BSA)的截留率达到74.8%,通量能保持在400 L·m-2·h-1到500 L·m-2·h-1。