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本发明提供了一种复合陶瓷膜及其制备方法和应用。所述复合陶瓷膜包括陶瓷支持层和陶瓷过渡层、分离层,所述陶瓷过渡层是层叠结合在所述陶瓷支持层的表面,所述分离层是层叠结合在所述陶瓷过渡层的与所述陶瓷支持层结合面相对的表面上。所述复合陶瓷膜通过所含的三膜层之间的协同作用,从而具有优异的机械性能,含有丰富的微孔通道,而且孔径可以调节且均匀,有效提高了过滤分离效果,而且能够保证所述复合陶瓷膜在过滤分离过程中微孔畅通,延缓所述复合陶瓷膜的衰减,延长了所述复合陶瓷膜的使用寿命。所述复合陶瓷膜制备方法工艺条件易控,条件温和、能够有效保证制备的复合陶瓷膜结构和性能稳定,且有效提高了制备的效率,降低了生产成本。