随着纳米材料的生产和应用的逐年递增,AgNPs在生物技术、电子、医学、环境修复、生物传感器、农业以及食品工业等多个领域得到了广泛应用。然而,AgNPs排放到陆地或水生环境后,会与自然界中天然有机物(NOM,Natural organic matter)发生相互作用而加剧生态毒性,因此,必须在特定的环境中评估AgNPs释放到含有NOM的水生生态系统中的后果,从而为如何有效的去除水体中纳米银的技术和方法提供思路。目前,超滤是去除水体中纳米颗粒的最有前途和最可靠的技术。遗憾的是,超滤过程会对膜自身产生污染,即膜通量下降和过滤阻力增大,从而严重降低了膜过滤行为的可持续性和经济效益,成为制约超滤技术广泛应用的主要障碍。此外,AgNPs高比表面积特征使其具备了独特的理化性质,其与NOM以及其它水溶液条件下会发生繁杂的化学反应与转化。鉴于此,本研究以腐殖酸(HA,Humic acid)作为天然有机物,运用XDLVO理论定量解析了不同膜材料、不同离子强度以及不同pH下AgNPs-HA混合物超滤膜污染机制,深入分析了界面作用能控制AgNPs-HA混合物超滤膜污染的主要机制,探究了 XDLVO理论定量评估AgNPs-HA混合物超滤膜污染机制的适用性。总体来说,本研究旨在为膜工艺在未来实际运行中选择最优运行条件以及减轻污染提供理论上的支持和依据。研究发现,随着离子强度和pH值的降低,AgNPs-HA混合物超滤膜污染更加严重,与PES膜相比,疏水性的PVDF膜相对通量下降更大;与PES100膜相比,分子量更小的PES50膜污染更严重;低离子强度下,超滤膜污染更严重,这是因为AgNPs在水中释放出的Ag+与Cl-生成了更加稳定且带有负电荷的AgCl,混合污染物和膜的负电荷密度和电位值增加,增大了物质的静电排斥性,阻碍了污染物之间的聚集。随着离子强度的增加,生成的AgCl越多,污染物与污染物之间以及膜与污染物之间的静电排斥力增强,膜-污染物以及污染物-污染物之间界面吸引力减小,膜污染减轻。相同pH下,AgNPs-HA混合物造成的膜污染要轻于其它纳米颗粒与天然有机物混合物造成的膜污染,这是因为背景电解质为NaCl,生成的AgCl减轻了膜污染。随着离子强度的降低和pH的增加,物理清洗效率升高,化学清洗效率减小,相应的可逆污染阻力所占的比例增大,这是因为此时膜与污染物之间以及污染物与污染物之间的界面相互吸引力减小。不可逆污染主要发生在膜过滤的初期阶段,这是因为初期阶段的膜污染行为主要由膜与污染物之间的相互作用控制,污染主要发生在超滤膜孔内,仅通过简单的物理清洗不能够很好的去除,不可逆污染所占比例增加。在不同的离子强度和pH值下,经过XDLVO理论的计算,发现极性相互作用和范德华相互作用在总相互作用能中占据主导地位。低离子强度和低pH值下,膜-污染物与污染物-污染物之间的界面相互作用能越小,即界面吸引力越大,膜污染越严重。三种膜界面相互作用能大小为:PVDF100