劉 華 高雪超 彭 莉 顧學(xué)紅

(南京工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院，材料化學(xué)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 211816)

0 引 言

陶瓷膜具有良好的熱化學(xué)穩(wěn)定性與機(jī)械性能，在苛刻體系的分離中具有明顯優(yōu)勢(shì)[1?3]。然而，管式或平板陶瓷膜產(chǎn)品裝填密度低[4]、生產(chǎn)成本高，制約了其大規(guī)模應(yīng)用。中空纖維陶瓷膜具有比表面積高、裝填密度大的優(yōu)點(diǎn)[1,5]，可以顯著降低陶瓷膜的生產(chǎn)成本，有利于設(shè)備小型化，日益受到人們的關(guān)注。

目前，陶瓷中空纖維膜的制備方法主要有擠出成型法[6]和相轉(zhuǎn)化法[1]。其中，相轉(zhuǎn)化法制備的陶瓷中空纖維膜具有指狀孔與海綿層分布的非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，可有效降低中空纖維膜的傳質(zhì)阻力，提高膜的滲透性。然而，陶瓷中空纖維膜的機(jī)械強(qiáng)度問題是其實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)[7]。本課題組前期研制出四通道α?Al2O3陶瓷中空纖維膜[8]，利用交錯(cuò)聯(lián)結(jié)的結(jié)構(gòu)顯著提高了陶瓷中空纖維膜的機(jī)械強(qiáng)度。將該種陶瓷膜作為載體用于制備NaA分子篩膜，滲透通量高達(dá)12.8 kg·m-2·h-1[9]。然而，由于α?Al2O3載體表面分子篩附著位點(diǎn)少、作用力弱，不利于分子篩膜的交互生長(zhǎng)，導(dǎo)致膜性能重復(fù)性差。

基于載體表面分子篩附著位點(diǎn)少、作用力弱的缺點(diǎn)，研究者通常在載體表面引入功能基團(tuán)(如羥基、氨基)，通過與分子篩晶體形成共價(jià)鍵，吸引分子篩基本單元吸附在載體表面，形成分子篩晶核，進(jìn)而增加載體表面的分子篩附著位點(diǎn)，最終達(dá)到促進(jìn)分子篩膜交互生長(zhǎng)的目的[10?12]。Huang等[10]在氧化鋁載體表面涂覆一層多巴胺，提高載體表面的羥基含量，通過與分子篩形成共價(jià)鍵，從而促進(jìn)LTA分子篩基本單元吸附在載體表面，進(jìn)而獲得均勻致密的LTA分子篩膜。Caro等[11]利用3?氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)修飾氧化鋁載體，增加載體表面氨基含量，通過與分子篩形成共價(jià)鍵，從而促進(jìn)分子篩基本單元吸附在載體表面，最終制備出LTA分子篩膜與ZIF?95分子篩膜。Huang等[12]利用APTES修飾氧化鋁載體表面，增加載體表面氨基含量，通過與ZIF?9分子篩形成共價(jià)鍵，從而促進(jìn)ZIF?9分子篩基本單元吸附在載體表面，進(jìn)而形成連續(xù)致密的ZIF?9分子篩膜。然而，Das等[13?14]發(fā)現(xiàn)由于有機(jī)修飾層熱穩(wěn)定性差，導(dǎo)致高溫環(huán)境會(huì)顯著降低分子篩膜的分離性能。采用無(wú)機(jī)材料進(jìn)行修飾可以解決此類問題。

我們通過在紡絲液中摻入TiO2粉體，制備富含羥基的四通道α?Al2O3中空纖維膜。一方面，TiO2材料本身富含羥基，可以提高中空纖維膜表面的羥基含量；另一方面，TiO2可以與α?Al2O3顆粒發(fā)生固相燒結(jié)反應(yīng)，從而促進(jìn)α?Al2O3中空纖維的燒結(jié)行為。系統(tǒng)考察了TiO2含量與燒結(jié)溫度對(duì)中空纖維微結(jié)構(gòu)以及表面性質(zhì)的影響，并在該載體上成功制備出高質(zhì)量的CHA分子篩膜。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 四通道中空纖維的制備

采用相轉(zhuǎn)化-高溫?zé)Y(jié)技術(shù)制備四通道TiO2摻雜α?Al2O3(TiO2/Al2O3)中空纖維膜[8,15]，具體操作流程如下：首先將聚醚砜(PESf)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)以及N?甲基?2?吡咯烷酮(NMP)混合，隨后摻入一定量的TiO2(d50≈20 nm，d50為TiO2累計(jì)粒度分布百分?jǐn)?shù)達(dá)到50%時(shí)對(duì)應(yīng)的粒徑)粉體，強(qiáng)力攪拌1 h形成聚合物溶液。接著，將一定量的氧化鋁粉體(α?Al2O3，d50≈1 μm)加入至聚合物溶液中，繼續(xù)強(qiáng)力攪拌24 h，獲得均一穩(wěn)定的紡絲液，其中nTiO2/nα?Al2O3=0%、1%、2%、3%、4%，mα?Al2O∶3mPES∶fmNMP∶mPVP=56.5∶9.5∶32.5∶1.5。紡絲液在室溫下經(jīng)真空脫泡后，從四通道噴絲頭擠出，進(jìn)入外凝固浴(水)中，浸泡24 h進(jìn)一步固化。四通道噴絲頭有4個(gè)相同尺寸的內(nèi)管，出絲口內(nèi)徑為5.6 mm，內(nèi)管內(nèi)徑為1.3 mm。擠出速度設(shè)為25 mL·min-1，空氣間距設(shè)為100 mm，內(nèi)凝固浴(水)流速設(shè)為40 mL·min-1。中空纖維生坯在室溫環(huán)境下晾干后置于高溫爐中在1 300～1 500℃下焙燒5 h，最終獲得純?chǔ)?Al2O3中空纖維膜和TiO2/Al2O3中空纖維膜成品。以上所有藥品均為國(guó)產(chǎn)工業(yè)級(jí)原料。

1.2 CHA分子篩膜的制備

將所制備的中空纖維膜作為載體用于合成CHA分子篩膜。在膜合成之前，使用浸漬提拉法將CHA球磨晶種涂覆在載體外表面并在70℃下干燥2 h，備用。利用二次生長(zhǎng)法制備CHA分子篩膜，將一定量的偏鋁酸鈉(NaAlO2，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，41% Al2O3)、氫氧化鈉(NaOH，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，≥98%)以及氯化膽堿(CC，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，≥98%)加入到去離子水中，連續(xù)攪拌，待溶液澄清后，再緩慢滴加一定量30%的硅溶膠(SiO2，Sigma?Aldrich)，攪拌 2 h，獲得均勻的合成液，合成液中SiO2、NaAlO2、CC、NaOH、H2O的質(zhì)量比為17.68∶0.46∶2.11∶2.95∶58.49。將合成液倒入裝有中空纖維載體的高壓合成釜中，密封后置于140℃的烘箱中水熱合成10 h，CHA分子篩膜詳細(xì)制備過程見本課題組前期工作[16]。

1.3 表 征

采用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM，S4800，Hita?chi)分析中空纖維膜的微觀結(jié)構(gòu)，加速電壓為5 kV；采用X射線衍射(XRD，MiniFlex 600，Rigaku)表征中空纖維膜的相組成，以CuKα靶為輻射源，波長(zhǎng)為0.154 18 nm，工作電壓為40 kV，工作電流為15 mA，衍射范圍為10°～60°；采用孔徑分析儀(PSDA?20，南京高謙功能材料科技有限公司)表征中空纖維膜的平均孔徑；采用阿基米德法表征中空纖維膜的孔隙率；使用化學(xué)滴定法測(cè)定中空纖維膜表面羥基濃度[17]。中空纖維膜的斷裂負(fù)荷按照GB/T 6569—2006執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，采用微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)(SANS?CMT6203，深圳市新三思材料檢測(cè)有限公司)測(cè)試，跨距為40 mm，加載速率為0.5 mm·min-1。

采用實(shí)驗(yàn)室自制裝置在室溫條件下測(cè)定四通道中空纖維膜純水滲透性，測(cè)試壓差為0.1 MPa，純水滲透通量以如下公式計(jì)算：

式中：Q為純水滲透通量(m3·m-2·h-1)；V為純水滲透總量(m3)；D為中空纖維膜外徑(m)；L為中空纖維膜有效長(zhǎng)度(m)；t為測(cè)試時(shí)間(h)。

采用滲透汽化表征CHA分子篩膜的分離性能，滲透汽化裝置以及具體操作步驟見課題組前期工作[9,16]。CHA分子篩膜的分離因子(α)與滲透性能(J)分別用以下公式計(jì)算：

式中，yw/ye與xw/xe分別是滲透液和原料液中水與乙醇的質(zhì)量比例；W是滲透液中水的質(zhì)量(kg)；A為有效膜面積(m2)；t為操作時(shí)間(h)。

2 結(jié)果與討論

2.1 TiO2摻雜對(duì)中空纖維微結(jié)構(gòu)的影響

圖1為不同燒結(jié)溫度、TiO2含量下制備的α?Al2O3中空纖維膜表面形貌的SEM圖。由圖1a、1b可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)燒結(jié)溫度為1 300～1 350℃時(shí)，TiO2摻雜對(duì)中空纖維膜表面形貌幾乎沒有影響。由圖1c可知，當(dāng)燒結(jié)溫度提高至1 400℃，相比純?chǔ)?Al2O3中空纖維膜表面，TiO2/Al2O3中空纖維膜表面α?Al2O3顆粒粒徑明顯增大，這說(shuō)明TiO2粉體的加入有利于α?Al2O3顆粒的生長(zhǎng)。然而，TiO2含量對(duì)TiO2/Al2O3中空纖維膜表面形貌幾乎沒有影響。進(jìn)一步將燒結(jié)溫度提高到1 450℃，由圖1d可以發(fā)現(xiàn)，相比純?chǔ)?Al2O3中空纖維膜表面，TiO2/Al2O3中空纖維膜表面α?Al2O3顆粒進(jìn)一步生長(zhǎng)，膜表面致密性提高，開口數(shù)量顯著減少。另一方面，膜表面開口數(shù)量隨著TiO2含量的增加先減少后增多，這可能是因?yàn)檫^量的TiO2會(huì)抑制α?Al2O3顆粒的生長(zhǎng)。將燒結(jié)溫度升高至1 500℃，TiO2/Al2O3中空纖維膜表面開口數(shù)量進(jìn)一步減少，膜表面變得更加致密，此時(shí)TiO2含量對(duì)膜表面形貌沒有產(chǎn)生明顯的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，TiO2摻雜可以促進(jìn)α?Al2O3顆粒的燒結(jié)，從而降低α?Al2O3中空纖維膜的燒結(jié)溫度。

圖1 不同燒結(jié)溫度和TiO2含量下制備的α?Al2O3中空纖維膜外表面SEM照片F(xiàn)ig.1 SEM images of outer?surfaces of Al2O3hollow fiber membrane with different sintering temperatures and TiO2doping contents

圖2為不同燒結(jié)溫度下制備的TiO2/Al2O3中空纖維膜的XRD圖，其中TiO2摻雜量為1%。如圖所示，當(dāng)燒結(jié)溫度低于1 450℃時(shí)，中空纖維中只存在α?Al2O3相和TiO2相。當(dāng)燒結(jié)溫度為1 450℃時(shí)，中空纖維開始出現(xiàn)Al2TiO5相，此時(shí)TiO2的特征峰強(qiáng)度下降，這是由于TiO2可以與α?Al2O3反應(yīng)。當(dāng)燒結(jié)溫度提升到1 500℃時(shí)，此時(shí)只能檢測(cè)到Al2TiO5相和α?Al2O3相，TiO2特征峰完全消失。這些結(jié)果表明，TiO2可以通過與α?Al2O3發(fā)生固相反應(yīng)，從而促進(jìn)四通道α?Al2O3中空纖維膜的燒結(jié)。

圖2 不同燒結(jié)溫度下TiO2/Al2O3中空纖維的XRD圖Fig.2 XRD patterns of TiO2/Al2O3hollow fibers sintered at different temperatures

在燒結(jié)過程中，TiO2與α?Al2O3發(fā)生固相反應(yīng)，此時(shí)Ti4+取代α?Al2O3晶格中Al3+的位置，從而提高晶體中原子的擴(kuò)散性[18]，進(jìn)而促進(jìn)了α?Al2O3顆粒之間的頸部燒結(jié)。由于Al2TiO5晶體具有各向異性，其本身力學(xué)性能較差[19?20]，而新生成的 Al2TiO5存在于α?Al2O3晶體界面處[21]，因此 TiO2含量過高會(huì)造成α?Al2O3晶體界面完全被Al2TiO5包裹，從而降低α?Al2O3顆粒之間頸部連接的力學(xué)性能。為此，我們進(jìn)一步考察了TiO2含量對(duì)中空纖維中Al2TiO5含量的影響。圖3為燒結(jié)溫度為1 500℃時(shí)，中空纖維中Al2TiO5特征峰相對(duì)強(qiáng)度隨TiO2含量變化的關(guān)系，其中相對(duì)強(qiáng)度定義為 Al2TiO5特征峰(18.80°)與α?Al2O3特征峰(57.89°)峰強(qiáng)的比值(I1/I2)。由圖3可知，隨著TiO2含量的增加，Al2TiO5相對(duì)強(qiáng)度隨之提高，說(shuō)明中空纖維中Al2TiO5含量隨著TiO2含量的增加而增加。

圖3 燒結(jié)溫度為1 500℃時(shí)TiO2含量對(duì)TiO2/Al2O3中空纖維膜中Al2TiO5特征峰相對(duì)強(qiáng)度的影響Fig.3 Effects of TiO2content on the relatively intensity of characteristic peak of Al2TiO5for TiO2/Al2O3 hollow fibers sintered at 1 500℃

2.2 TiO2摻雜對(duì)中空纖維性能的影響

圖4和圖5分別是不同燒結(jié)溫度下TiO2/Al2O3中空纖維膜的孔隙率與平均孔徑隨TiO2含量的變化趨勢(shì)圖。由圖4可以發(fā)現(xiàn)，隨著燒結(jié)溫度的升高，純?chǔ)?Al2O3中空纖維膜的孔隙率從64.75%略微降低到55.07%。然而，當(dāng)摻雜TiO2粉體之后，中空纖維膜的孔隙率出現(xiàn)明顯的下降。當(dāng)TiO2摻雜量為1%、燒結(jié)溫度從1 350℃提升至1 500℃時(shí)，中空纖維膜的孔隙率從62.90%降到27.64%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，TiO2摻雜可以有效地促進(jìn)α?Al2O3中空纖維的燒結(jié)。當(dāng)燒結(jié)溫度提升至1 500℃時(shí)，中空纖維膜的孔隙率隨TiO2含量的增加略有增加，這可能是由于過量的TiO2抑制了α?Al2O3顆粒的燒結(jié)。由圖5可以發(fā)現(xiàn)，不同燒結(jié)溫度下制備的TiO2/Al2O3中空纖維的平均孔徑隨TiO2含量的變化趨勢(shì)略有不同。當(dāng)燒結(jié)溫度為1 350℃，中空纖維膜的平均孔徑隨著TiO2含量的增加而下降；但是當(dāng)燒結(jié)溫度為1 400℃時(shí)，中空纖維膜的平均孔徑隨著TiO2含量的增加出現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)，在TiO2含量為1%時(shí)，中空纖維膜的平均孔徑最小，為0.188 μm。當(dāng)燒結(jié)溫度上升至1 450℃且TiO2含量為1%和2%時(shí)，中空纖維膜的孔徑變得十分窄小，超出孔徑測(cè)試儀檢測(cè)下限，而在TiO2含量為3%和4%時(shí)，中空纖維膜的孔徑分別是0.109和0.119 μm。當(dāng)燒結(jié)溫度為1 500℃時(shí)，TiO2/Al2O3中空纖維膜表面燒結(jié)致密，其平均孔徑超出孔徑測(cè)試儀檢測(cè)下限。

圖4 不同燒結(jié)溫度下的TiO2/Al2O3中空纖維孔隙率隨TiO2含量的變化Fig.4 Porosity of TiO2/Al2O3hollow fibers sintered at different temperatures as a function of TiO2 content

圖5 不同燒結(jié)溫度下的TiO2/Al2O3中空纖維平均孔徑隨TiO2含量的變化Fig.5 Mean pore size of TiO2/Al2O3hollow fibers sintered at different temperatures as a function of TiO2 content

圖6為不同燒結(jié)溫度下TiO2/Al2O3中空纖維膜斷裂負(fù)荷隨TiO2含量的變化趨勢(shì)圖。由圖可以發(fā)現(xiàn)，中空纖維膜的斷裂載荷隨TiO2含量的增加而增大。然而，當(dāng)燒結(jié)溫度超過1 450℃、TiO2含量為4%時(shí)，TiO2/Al2O3中空纖維的斷裂負(fù)荷出現(xiàn)輕微的下降，其主要原因是過量的TiO2抑制了α?Al2O3顆粒之間的頸部燒結(jié)。圖7是不同燒結(jié)溫度下TiO2/Al2O3中空纖維膜純水滲透通量隨TiO2含量變化的趨勢(shì)圖。由圖可以發(fā)現(xiàn)，在摻雜TiO2之后，中空纖維膜的純水滲透通量出現(xiàn)明顯下降，但隨著燒結(jié)溫度的提高，TiO2含量對(duì)TiO2/Al2O3中空纖維載體純水滲透通量的影響會(huì)隨之改變。當(dāng)燒結(jié)溫度為1 350℃時(shí)，在摻雜TiO2之后，中空纖維膜純水滲透通量出現(xiàn)明顯的降低。在TiO2含量超過1%之后，此時(shí)TiO2含量對(duì)中空纖維膜純水滲透通量的影響不明顯。當(dāng)燒結(jié)溫度為1 400℃時(shí)，中空纖維膜的純水滲透通量隨著TiO2含量的變化呈現(xiàn)先減小后增大的變化趨勢(shì)。當(dāng)燒結(jié)溫度為1 450℃時(shí)，膜純水滲透通量依舊呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)，當(dāng)TiO2含量為1%時(shí)，其純水滲透通量最低，僅為 0.017 1 m3·m-2·h-1。當(dāng)燒結(jié)溫度為1 500℃時(shí)，由于燒結(jié)溫度過高，導(dǎo)致所制備的TiO2/Al2O3中空纖維膜表面燒結(jié)致密，其純水滲透通量不可測(cè)。結(jié)果表明，當(dāng)燒結(jié)溫度為1 400℃、TiO2含量為2%時(shí)，所制備的TiO2/Al2O3中空纖維膜的斷裂負(fù)荷與純水滲透通量能夠?qū)崿F(xiàn)較好的平衡，斷裂負(fù)荷為25.8 N，純水滲透通量為2.23 m3·m-2·h-1。

圖6 不同燒結(jié)溫度下的TiO2/Al2O3中空纖維斷裂負(fù)荷隨TiO2含量的變化Fig.6 Fracture load of TiO2/Al2O3hollow fibers sintered at different temperatures as a function of TiO2 content

圖7 不同燒結(jié)溫度下的TiO2/Al2O3中空纖維純水滲透通量隨TiO2含量的變化Fig.7 Pure water flux of TiO2/Al2O3hollow fibers sintered at different temperatures as a function of TiO2content

由于大多數(shù)金屬氧化物離子鍵與共價(jià)鍵并存，從而使得金屬氧化物可以吸附水并通過水合反應(yīng)形成化學(xué)吸附，進(jìn)而促使金屬氧化物表面出現(xiàn)羥基[22?23]。圖8 是 TiO2含量與燒結(jié)溫度對(duì) TiO2/Al2O3中空纖維膜表面羥基活性位點(diǎn)濃度的影響。由圖可知，當(dāng)燒結(jié)溫度為1 350～1 400℃時(shí)，中空纖維膜表面羥基活性位點(diǎn)濃度隨TiO2含量的增加而提高，這說(shuō)明TiO2摻雜可以提高膜表面羥基活性位點(diǎn)濃度。當(dāng)燒結(jié)溫度為1 450～1 500℃時(shí)，中空纖維膜表面羥基活性位點(diǎn)濃度隨TiO2含量的增加呈現(xiàn)先減小后增大的變化趨勢(shì)。中空纖維膜表面羥基活性位點(diǎn)濃度既與材料本身有關(guān)也跟自身的燒結(jié)過程有關(guān)。在中空纖維的煅燒過程中，陶瓷顆粒表面羥基附著位點(diǎn)會(huì)參與陶瓷顆粒之間的頸部連接，從而導(dǎo)致中空纖維膜表面羥基含量減少。TiO2可以促進(jìn)α?Al2O3顆粒之間的頸部燒結(jié)，因此引入TiO2粉體會(huì)導(dǎo)致中空纖維膜表面羥基活性位點(diǎn)濃度出現(xiàn)下降。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，燒結(jié)溫度為1 400℃時(shí)所制備的TiO2/Al2O3中空纖維膜表面羥基活性位點(diǎn)濃度最高。

圖8 TiO2/Al2O3中空纖維表面羥基活性位點(diǎn)濃度隨TiO2含量和煅燒溫度的變化Fig.8 Concentration of active surface hydroxyl sites of TiO2/Al2O3hollow fibers as a function of TiO2 content and sintering temperature

由前文可知，當(dāng)燒結(jié)溫度為1 400℃時(shí)所制備的TiO2/Al2O3中空纖維膜斷裂負(fù)荷與純水滲透性可以達(dá)到較好的平衡，并且此時(shí)中空纖維膜表面羥基活性位點(diǎn)濃度最高，因此選用該條件下制備的中空纖維膜作為載體，水熱合成CHA分子篩膜，并用于乙醇/水(9∶1，w/w)溶液體系進(jìn)行滲透汽化脫水，分離性能結(jié)果如表1所示?？梢园l(fā)現(xiàn)，在摻雜TiO2之后，所制備CHA分子篩膜的分離因子均得到明顯的提升，這說(shuō)明增加中空纖維表面的羥基數(shù)有利于CHA分子篩膜的形成。在TiO2含量為1%～3%時(shí)，所制備CHA分子篩膜的分離因子均超過10 000。此外，隨著TiO2含量的增加，中空纖維的純水滲透通量隨之提高，從而使得CHA分子篩膜的水通量隨之增加。值得注意的是，當(dāng)TiO2含量為4%時(shí)，所制備的CHA分子篩膜分離因子為2 755.1，分離性能出現(xiàn)明顯的下降，這可能是中空纖維表面孔徑較大，不利于CHA晶種涂覆導(dǎo)致的。將在TiO2含量為3%時(shí)獲得的TiO2/Al2O3中空纖維上制備的CHA分子篩膜分離性能與本課題組前期以相同條件制備的CHA分子篩膜分離性能[16](J=4.9 kg·m-2·h-1，α=3 938)進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，本研究中所制備的CHA分子篩膜分離性能更佳，這說(shuō)明通過TiO2摻雜提高中空纖維載體表面羥基活性位點(diǎn)濃度的方式可以有效地改善CHA分子篩膜的分離性能。

表1 中空纖維中TiO2含量對(duì)CHA分子篩膜滲透汽化性能的影響Table 1 Effects of TiO2content in hollow fibers on pervaporation performance of as?synthesized CHA zeolite membranes*

3 結(jié) 論

通過相轉(zhuǎn)化-高溫?zé)Y(jié)技術(shù)制備四通道α?Al2O3中空纖維，通過在紡絲液中摻入TiO2，對(duì)α?Al2O3中空纖維進(jìn)行摻雜改性，從而一步獲得富含羥基的四通道α?Al2O3中空纖維，適合用于CHA分子篩膜的合成。在燒結(jié)溫度為1 400℃、TiO2含量為2%時(shí)，所制備的TiO2/Al2O3中空纖維擁有足夠的斷裂負(fù)荷(25.8 N)，較好的純水滲透性(2.23 m3·m-2·h-1)；隨著TiO2含量的提高，中空纖維表面羥基活性位點(diǎn)濃度隨之增加，當(dāng)燒結(jié)溫度為1 400℃、TiO2含量為4%時(shí)，中空纖維表面羥基濃度最高，為125.27 μmol·g-1；在α?Al2O3中空纖維中摻雜TiO2可以促進(jìn)CHA分子篩膜的交互生長(zhǎng)，當(dāng)TiO2含量為3%時(shí)，所制備的CHA分子篩膜分離性能最佳，在75℃下，用于乙醇/水(9∶1，w/w)分離體系，分離因子超過10 000，水通量可達(dá)3.07 kg·m-2·h-1。