無機(jī)陶瓷膜以其優(yōu)良的材料性能在眾多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。就目前狀況而言，陶瓷膜發(fā)展的問題在于處理成本較高、應(yīng)用過程的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較不占優(yōu)勢。因此在應(yīng)用研究中選擇合適的膜和合理的操作條件與工藝非常重要。就膜選擇而言，目前主要是從有限的定型膜品種中選擇。問題在于：其一，對復(fù)雜多樣的應(yīng)用對象而言，只能在已有的定型產(chǎn)品中選擇，如果現(xiàn)有定型的膜均達(dá)不到處理的技術(shù)要求或經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較不過關(guān)，則認(rèn)為這一應(yīng)用對象不適合用膜技術(shù)處理，有限的嘗試而放棄全部努力在思維方式上不盡合理；其二：即使能夠在現(xiàn)有的定型產(chǎn)品中選擇出能夠應(yīng)用的膜，由于被選擇對象的局限性，這種膜不一定是最優(yōu)的。這一現(xiàn)實導(dǎo)致膜應(yīng)用行業(yè)存在這樣的問題：膜的應(yīng)用領(lǐng)域受到限制，同時現(xiàn)有的膜應(yīng)用過程不一定是在最優(yōu)的狀態(tài)下運轉(zhuǎn)。這兩點都是制約膜產(chǎn)業(yè)與膜應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的重要障礙。
解決這一問題的根本方法是建立最優(yōu)膜的概念，其關(guān)鍵在于根據(jù)處理對象的實際情況來設(shè)計膜材料。即建立面向應(yīng)用過程的陶瓷膜選擇與設(shè)計方法和理論。其基本思路是由體系的性質(zhì)，根據(jù)結(jié)構(gòu)性能關(guān)系模型以最優(yōu)性能為目標(biāo)預(yù)測合適結(jié)構(gòu)的膜，并根據(jù)膜結(jié)構(gòu)與制膜材料的關(guān)系制備合適的膜，最終解決工程應(yīng)用問題，我們提出了如圖1的基本研究框架。
顯然，合適模型的建立與預(yù)測是該研究體系中的關(guān)鍵內(nèi)容。以影響因素相對簡單的二氧化鈦顆粒回收為應(yīng)用背景，在有關(guān)工作基礎(chǔ)上，建立起包含膜結(jié)構(gòu)參數(shù)的微濾過程模型，考察膜孔徑、厚度、孔隙率等結(jié)構(gòu)參數(shù)對微濾性能的影響，從而從理論上建立顆粒體系微濾過程中最優(yōu)膜的選擇方法，為膜的優(yōu)化設(shè)計提供理論基礎(chǔ)。