摘要: 水污染的日益严重和可用水资源的紧缺问题使水处理技术得到越来越多的重视。压力驱动膜技术，由于其投资少，能耗低，截留率高和环保等优点，在废水处理行业越来越受到关注。然而，膜污染问题一直是限制该技术的发展的重要原因，膜污染会降低膜的使用... 展开 水污染的日益严重和可用水资源的紧缺问题使水处理技术得到越来越多的重视。压力驱动膜技术，由于其投资少，能耗低，截留率高和环保等优点，在废水处理行业越来越受到关注。然而，膜污染问题一直是限制该技术的发展的重要原因，膜污染会降低膜的使用寿命，加大使用成本。因此，引入新方法有效减少膜污染以及深入了解膜污染的机制是该研究的热点方向。 本文尝试了改性提高膜抗污染性的研究。引入了原位化学镀的新方法对疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)膜进行改性。对改性膜进行一系列性能表征，并基于扩展的Derjaguin-Landau-verwey-overbeek(XDLVO)理论对抗污染性能进行热力学分析加以证明。主要研究结果如下: (1)提出了一种结合聚丙烯酸(PAA)辐射接枝和化学镀氧化镍的新策略，以提高疏水性聚偏二氟乙烯(PVDF)膜的性能。在化学镀之前，首先通过辐射将聚（丙烯酸）(PAA)接枝到PVDF表面上以促进吸收Ag+，Ag+充当原位化学镀镍的催化剂。扫描电子显微镜(SEM)，原子力显微镜(AFM)，X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等分析表明聚丙烯酸（PAA）涂层和镍层在PVDF膜上的成功涂覆。表面亲水性和膜的润湿性显著提高，当化学镀时间为5分钟时，水接触角从75.5°降低到47.1°，水含量比从61.4％增加到109.9％。通过这些改进，得到的改性膜在过滤0.1g/L海藻酸钠(SA)溶液时具有100％的通量回收率并降低了结垢倾向。此外，银的存在让改性膜具有明显的抗菌活性。 (2)通过对膜表面进行聚多巴胺(PDA)涂覆并结合化学镀氧化镍的组合方法制备了一种新型导电膜。改性层显著改善了膜表面亲水性。在20V的电场电压下，导电PVDF改性膜在过滤刚果红溶液时同时具有高截留率（97.93％截留率）和高渗透率（在0.1Mpa下为202.51±9.63L·m-2h-1），突破了渗透性—选择性权衡。即使经过6次过滤循环，改性膜的过滤性能也相当稳定，这表明了导电膜可用于长期处理刚果红废水。此外，导电膜也表现出高抗污和高抗菌能力。此项研究为膜制备提供了新的见解。 (3)通过扩展的Derjaguin-Landau-verwey-overbeek(XDLVO)理论对膜的抗污染性能进行热力学分析。热力学分析表明，由改性表面热力学性质和形态两者引起的相互作用能的变化是改善膜的防污性能的原因。这为定量调整膜的防污能力提供了潜在的解决方案。 收起