摘要: 目前水资源短缺的问题已经成为影响全球工农业发展的重要因素之一。反渗透作为当前应用最为广泛的海水淡化技术之一，可以高效稳定的获取大量淡水，使缺水问题得到一定缓解。反渗透技术的核心是反渗透膜，经过几十年的发展，芳香聚酰胺反渗透复合膜已... 展开 目前水资源短缺的问题已经成为影响全球工农业发展的重要因素之一。反渗透作为当前应用最为广泛的海水淡化技术之一，可以高效稳定的获取大量淡水，使缺水问题得到一定缓解。反渗透技术的核心是反渗透膜，经过几十年的发展，芳香聚酰胺反渗透复合膜已经成为市场的主流产品，但仍然存在许多问题，如对小分子电中性物质（硼酸）的分离效果不理想，存在trade-off上限。因此，聚酰胺反渗透复合膜还需进一步改性，以提升其在海水、苦咸水淡化过程中的分离性能和运行效率。 本论文通过接枝改性与共混改性两种方法来调节反渗透膜的微结构，以改善它的物理化学性质与分离性能，并在一定程度上提升了其对硼酸的截留效果，最后系统探讨了反渗透膜的微结构与其分离性能之间的相互作用关系。 在接枝改性过程中，首先利用初生态反渗透膜表面残余的酰氯基团接枝聚乙烯亚胺（PEI），随后在压力驱动下将对叠氮苯甲酸（ABA）渗透到反渗透膜内，最后通过光化学点击反应将对叠氮苯甲酸接枝固定到反渗透膜中，实验结果表明，经聚乙烯亚胺与对叠氮苯甲酸接枝改性后的反渗透膜，其分离层变得更加致密，从而提升了改性反渗透膜对小分子物质硼酸的分离效果，同时也增加了其对氯化钠的截留效果。 在共混改性过程中，通过物理共混的方法将自制的特定尺寸的UiO-66纳米材料掺杂到反渗透膜的聚酰胺分离层中制得高性能的纳米复合反渗透膜。由于UiO-66纳米粒子是一种具有大量水通道的典型金属有机骨架材料（MOFs），其弯曲均匀的孔道结构也可以提供大量的吸附位点，并对硼酸等小分子物质表现出独特的吸附作用，从而使掺杂UiO-66纳米材料所制备的纳米复合反渗透膜的分离性能得到明显提升。实验结果表明，在苦咸水淡化过程中，改性反渗透膜的水通量提升约50%，而其对氯化钠的截留率基本不受影响。在海水淡化过程中，在不牺牲改性反渗透膜渗透通量的同时，将其对小分子物质硼酸的截留率显著提升至91.2%，完全达到了世界卫生组织对饮用水质的要求。 收起