Abstract
以高嶺土及α-氧化鋁(3μm)做為基本的無機粉末原料, 並以羧基甲基纖維素鈉鹽(CMC)做為孔洞形成劑與黏結劑, 經過濕混、乾燥、研磨、篩分、乾壓、燒結後得到多孔的無機過濾膜的基材。燒結條件上我們以 TG/DTA分析而建立了整個升溫程序進而得到沒有翹曲或破裂的樣品,另外可藉由改變高嶺土與氧化鋁含量、成形壓力、CMC含量、篩分粒子大小、α氧化鋁大小、溫度效應等操作變數所得基材樣品進行各項性質測試, 以三種孔洞結構的測試法即動態水擠出法、 氣體穿透法及水銀擠入法對基材成品進行孔洞分佈及穿透性做測試, 以三點強度測試法進行彎曲強度測試, 實驗後,我們發現成形壓力愈大或CMC含量愈少, 則穿透性、平均孔徑與孔隙度均愈小而撓曲因子(tortuosity)與撓曲強度(MOR)則愈大, 在原始粒徑(α-氧化鋁)及球磨後粒徑對基材的影響上, 原始粒徑愈小者, 其所得基材孔洞及孔隙度亦愈小, 球磨篩分後的粒徑愈大, 所得基材孔隙度與孔洞大小亦愈大。在為同時兼顧成品的穿透性與強度的原則下, 以實驗所得撓曲強度做為操作壓力的上限並將其代入Darcy's law 之Pw, 比較各組Q/A可得到一最適的配方, 即高嶺土比α-氧化鋁體積含量的比值為六, CMC含量為28.6Vol %, 成形壓力10.7 MPa時, 可得到一撓曲強度76MPa、平均孔徑 1.1μm、孔隙度為38%、穿透性4.3×10-5 mol/ m2 secPa (Pm=200KPa)成品。此最適化的基材成品, 我們以配製所得(0.5μm)TiO2粒子懸浮溶液以( spin coating)進行表面改質, 可藉由改變懸浮溶液的濃度及及溶液配方的條件而控制成品穿透性與平均孔徑的大小。在配方上,我們選用具有良好分散性質為首要條件的溶液即20 g TiO2+200 ml去離子水+1ml D7(分散劑),改質後可得平均孔徑0.7μm (改質層厚17μm, 平均孔徑0.4μm)、穿透性2 .7×10-5 mol/m2 sec Pa (Pm=200KPa)的成品。