无机陶瓷膜具有耐高温、抗酸碱以及机械强度高等优点，目前已经应用于环保、能源、食品、化工、医药等领域。但是无机陶瓷膜在应用中存在制备成本高、性能单一等问题。本论文工作致力于解决环境能源过程应用的无机陶瓷膜制备成本高的问题，分别采用低成本原料和添加烧结助剂的方式，有效降低了多孔莫来石陶瓷膜支撑体和致密氧化铈基陶瓷膜电解质的制备成本。具体的研究内容有以下两个方面：1.多孔莫来石陶瓷膜支撑体低成本制备研究莫来石（3A12O3-2SiO2）具有低膨胀系数、耐酸碱侵蚀等优良性能，是一种经典陶瓷材料，广泛应用于耐火材料、结构陶瓷和电子工业等领域。本论文工作以工业固体废弃物煤矸石和廉价矿物铝矾土为原材料，运用反应烧结技术制备多孔莫来石陶瓷膜支撑体，并系统地研究了其烧结动力学、相转变、收缩率、开孔隙率、孔径分布、N2通量、微结构以及机械性能。在烧结过程中，二次莫来石化在1100-1200oC开始发生，1400oC基本结束，此时莫来石晶相所占总晶相比例为84.7wt.%。在二次莫来石化过程中出现了体积膨胀过程（1276oC到1481oC），在此过程中试样的开孔隙率和机械强度随烧结温度的升高分别增加和降低；SEM图显示，体积膨胀是由烧结过程中莫来石晶体逐渐由细长杆状向长方块状变化并且不断生长引起的，所制备多孔莫来石陶瓷膜支撑体具有高机械强度是因为莫来石晶体之间形成了互锁结构。N2通量测试结果显示，在0.1~0.4MPa跨膜压力差下1400oC烧结的试样N2通量最高，因为此时试样具有高开孔隙率和较大平均孔径。通过添加造孔剂，可以以牺牲机械强度的方式获得较高开孔隙率，从而有效调节多孔莫来石陶瓷膜支撑体的孔隙率和机械强度；研究发现孔隙率和机械强度的关系可以用抛物线方程KBFS(P)=173.91(1–2.97×10-3P–2.15×10-4P2)来拟合。在耐酸碱腐蚀测试中，所制备莫来石陶瓷膜经过20h的酸液、碱液腐蚀后，单位面积质量损失分别只有1.25和13.38g m-2，表现出了良好耐酸液、碱液性能。2.钐掺杂氧化铈基陶瓷膜的低成本制备及氧化铜对其烧结、机械及电性能的影响与传统的固体氧化物燃料电池（SOFC）电解质氧化钇稳定氧化锆（YSZ）相比，Sm掺杂CeO2（SDC）材料在中低温度下氧离子电导率更高，但是SDC材料致密化温度高、机械强度差等缺点制约着其应用。本次论文工作，以CuO为烧结助剂，采用聚乙烯醇（PVA）燃烧法制备了Ce0.80Sm0.20O1.9·(CuO)x（CSCO，x=0、0.5、1.0、2.0和5.0mol%，依次记作CSO、CSCO-0.5、CSCO-1、CSCO-2和CSCO-5），并对比研究了各CSCO试样在烧结性能、机械性能及电性能方面的变化规律。XRD结果显示，PVA燃烧法制备的各CSCO粉体经900oC煅烧后只含有CeO2基立方萤石晶相，添加CuO会增大CSCO试样晶格参数。添加CuO后，CSCO的烧结变成一种典型的液相烧结过程，致密化温度降低约500oC。由于晶粒间连结作用的增强使得断裂机制由沿晶断裂变为穿晶断裂，900oC烧结的CSCO-1的双轴弯曲强度（BFS）达到197±12MPa，略高于1400oC烧结的CSO的BFS值（191±12MPa）。但是添加过量的CuO（2mol%和5mol%），没有使得CSCO机械强度明显提高。与CSO相比，CSCO-1活化能有所降低；在550-800oC的总电导率也有显著增加，这主要是因为CuO的添加使得晶粒减小、晶界数增加，更有利于氧空位的移动。