二氧化钛是一种性能优异的陶瓷材料,具有耐高温酸碱腐蚀的特性,在无机陶瓷分离膜方向有着广阔的应用前景。本文通过溶胶-凝胶法制备得到窄分散TiO₂微纳米粒子,然后以ɑ-Al₂O₃为支撑体,采用浸渍法涂膜,经高温焙烧后得到性能优良的膜管。采用溶胶-凝胶法,合成了单分散TiO₂亚微米粒子及窄分散纳米粒子。在亚微米粒子的制备中,以KCl为稳定剂,成功合成粒径在110³00 nm的单分散TiO₂粒子。研究了水钛摩尔比、搅拌时间、KCl浓度、反应温度等条件对粒径及单分散性的影响,结果表明:随着水钛摩尔比增加,粒子粒径先增加后下降,单分散性变差;随KCl浓度增加,粒子粒径逐渐减小;随着搅拌时间延长,粒子粒径逐渐增大,单分散性变差。在纳米粒子的制备中,以硝酸为稳定剂,成功合成粒径在1.75⁶5 nm范围内的窄分散溶胶粒子。过程中研究了H⁺浓度、水钛摩尔比等因素对溶胶粒径的影响,结果表明:随水钛摩尔比增加,粒子粒径逐渐增加,并在水钛摩尔比为9时形成凝胶。以制得的TiO₂亚微米粒子为涂膜原料,采用固态粒子烧结法,通过浸渍涂膜制备TiO₂分离膜。研究TiO₂粒子添加量、涂膜次数、焙烧温度、支撑体孔径、SiO₂粒子添加量等条件对膜管分离性能的影响。结果表明:随着粒子添加量增加,膜管渗透通量逐渐降低,短时间内截留率显著提高;支撑体孔径为200 nm时,膜管性能较好;涂膜次数为2次时,膜管通量较高,分离性能较好;SiO₂粒子能够提高膜管的亲水性,添加量为3%时膜管性能最佳。以制得的TiO₂纳米粒子为涂膜原料,通过浸渍涂膜制备TiO₂分离膜。过程中分别采用溶胶-凝胶法和固态粒子烧结法制膜,并对两种制膜方法进行比较、分析及优化,确定较好制膜过程。研究涂膜时间、焙烧温度、涂膜次数等因素对膜管分离性能的影响,结果表明:随着涂膜时间延长,膜管纯水通量逐渐降低,涂膜时间为10 min时膜管截留率最高;随着涂膜次数增加,分离膜纯水通量逐渐降低,涂膜次数为三次时分离膜截留率最高,达到100%。