凹凸棒石是一种晶质的水合镁铝的硅酸盐矿物，在形态上呈纤维状或者毛发状。其晶体形状呈棒状，针状以及纤维状，其理想分子式为：[Mg5(Si4O10)2(OH)2(H2O)·4H2O][3]，结构如图1-1所示：

图1-1凹凸棒石分子结构及其分布[4]

1。1。2 凹土的提纯

我国虽然是稀土的储藏大国，但是由于我国对于凹土的开发研究时间较短，选矿以及对矿加工的方法简陋单一，产品的生产不能物尽其用。所以对于凹土的高能产品的开发有广阔的前景[5]。

我们采集的凹土其实为凹土粘土，其中含有非常多的杂质，含有大量杂质的凹土粘土其颜色表现为青绿色。凹土粘土中杂质过多会影响矿土本身的特性，如吸附性，脱色性，不仅使我们研究凹土自身性能存在偏差，而且对于工业生产的要求也无法满足，所以我们在使用凹土前要进行提纯。凹土的提纯主要有两种，分别为干法，湿法[6~7]。

干法成本较低，操作较为简单，适用于原凹土粘土含量的高的矿土。

湿法成本相对于干法较高，操作流程也相对复杂，工程中需要大量水，且需要研磨。

1。1。3 凹土的性能

（1）吸附性能

由于凹土晶体的内部结构孔道的存在，比表面积大，离子可相互交换的特点，凹土的吸附性能较强。其吸附作用主要分为物理吸附，化学吸附。物理吸附指在范德华力的作用下使吸附质分子附在凹土棒石的内外表面。化学吸附主要是由于：①电荷分布不均；②凹土内部键断裂并与被吸附物质生成共价键[8~11]。

（2）流变性能

由于凹土在水或极性溶液中快速溶胀且分散，分散的棒晶表面键遭破坏且与溶剂反应而带有电荷，经过静电力，分子间作用力及水合力相互作用，产生纤维束或者单体纤维，导致空间网状结构的形成，阻碍体系流动，即流变性能产生。经研究发现，凹土液体的流动性随剪切力增加而增加。在制备陶瓷膜的时候，凹土的流变性能有利于制膜液均匀分散和保持良好的稳定性[12~15]。

1。2 无机陶瓷膜

1。2。1 陶瓷膜的分类

陶瓷膜是由陶瓷载体和过滤层构成的具有分离作用的无机材料或者高分子材料。其依据不同的分类标准可以将陶瓷膜分为不同的种类。

（1）以其孔径大小的不同可分为：微滤膜，超滤膜，纳滤膜

（2）以其物理形态可分为：平板膜，管式膜等

（3）以其微观结构可分为：对称膜，非对称膜

1。2。2 无机陶瓷膜特性论文网

无机陶瓷膜以其优越的特性使得陶瓷膜技术发展迅速，在国际膜品种占有不可小觑的地位。其特点主要如下。

优点[16~18]：

（1）化学稳定性好，耐酸，耐碱，耐有机溶剂的腐蚀。

（2）耐高温，可在800 ℃至1000 ℃的高温下保持膜的稳定性。

（3）机械强度高，在高压作用下仍能保持其结构完整。不易磨损，不会老化，减少操作过程的修复工作。

（4）孔径分布窄且均匀，分离效率高。

（5）使用寿命长，可达10~20 a，使得更换次数少，有利于操作成本的降低。

（6）易清洗，上处提到，其化学稳定性好，故而清洗较为简单，可用酸碱溶解膜上的污染物质，达到清洗的效果。

缺点：

（1）成本高，材质脆且稀少，加工困难。

（2）市场上广为应用的为管式膜，平板膜，其过滤膜面积较小，难于推广到工业化的成产操作中。

1。3 陶瓷微滤膜

鉴于上述提到的陶瓷膜的种种特性，世界各国对于陶瓷膜的研究以及将其商品化已然成为热潮，市场上主要的商品无机膜为微滤膜与超滤膜。而陶瓷微滤膜的应用市场更大，在无机膜市场中约占50 %的比例[19]。一方面，陶瓷微滤膜本身拥有过滤分离作用；另一方面，对于陶瓷超滤膜，纳滤膜等的制备与应用有决定性意义，故而陶瓷微滤膜的研究发展，制备应用对社会及经济影响重大。