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反渗透技术能够高效去除水中小分子污染物质和盐类,是解决水资源短缺问题的重要途径之一。然而,当前主流反渗透膜材料的渗透性能较差,反渗透过程的能耗和成本仍然较高,使得反渗透技术的应用推广受到极大限制。究其原因在于膜材料渗透性能与选择性能间的平衡问题,聚酰胺反渗透膜在高通量情况下难以保证膜材料的脱盐性能。为此,本文通过对聚酰胺TFC膜支撑层和分离层的修饰改性,削减了支撑层和分离层的阻力,以实现在保持膜材料脱盐性能的同时,提高聚酰胺TFC膜的渗透性能。首先,利用疏水纳米SiO2共混改性聚偏氟乙烯（PVDF）,制备SiO2/PVDF基膜。而后,以间苯二胺（MPD）和均苯三甲酰氯（TMC）作聚合单体,利用界面聚合法制备SiO2/PVDF基-聚酰胺TFC膜以提升TFC膜的渗透性能。探究了SiO2与PVDF聚合物分子间的相互作用以及SiO2的添加量对PVDF基膜结构和性能的影响,并采用2000 mg/L的氯化钠溶液模拟高盐废水,对SiO2/PVDF基-聚酰胺TFC膜的渗透脱盐性能进行评价。结果显示,在0.5 wt.%SiO2添加量的条件下,SiO2/PVDF基膜耐压密性能最好,SiO2/PVDF基-聚酰胺TFC膜的渗透性能增大到3.16 L m-2 h-1 Bar-1。疏水SiO2的添加引起PVDF由α相向β相转化,增强了PVDF聚合物分子链间的氢键相互作用,并使得PVDF基膜断面指状孔的孔径更窄,孔壁更厚。PVDF分子间氢键的强化和基膜指状孔形貌的变化,能够提升PVDF基膜的耐压密性能,降低支撑层基膜的阻力,在保持较高脱盐性能的同时,增强聚酰胺TFC膜的渗透性能。鉴于结构致密的聚酰胺分离层是聚酰胺TFC膜阻力的主要来源,采用碳纳米管改性TFC膜分离层,以提升TFC膜渗透性能。首先,利用负压抽滤的方法在PVDF基膜表面沉积一层亲水性碳纳米管骨架,而后,利用负压条件下的界面聚合法将聚酰胺材料填充在碳纳米管骨架间,成功制得新型碳纳米管/聚酰胺复合分离层。针对亲水性碳纳米管骨架对聚酰胺分离层表面形貌、亲水性能、渗透性能和耐污染性能的影响进行分析。实验结果显示,碳纳米管/聚酰胺复合分离层在保持脱盐性能的同时,显著增强了TFC膜的渗透性能,在碳纳米管骨架密度为1.91 g/m2的条件下,将TFC膜的渗透性能提升到5.65 L m-2 h-1 Bar-1,脱盐性能提升到98.6%。可解释为聚酰胺分离层中大量亲水性碳纳米管水通道材料的嵌入。实验中也发现,聚酰胺分离层中的碳纳米管大都呈倾斜状态或水平状态,不利于碳纳米管一维水通道作用的充分发挥。为此,改用拥有三维孔道结构的介孔二氧化硅（MSN）改性TFC膜分离层,以继续增强TFC膜的渗透性能。利用自由基接枝聚合法将乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS）接枝在PVDF基膜表面,探究了接枝温度、接枝时间、偶氮二异丁腈（AIBN）浓度及VTMS浓度对PVDF基膜表面VTMS接枝密度的影响。结果显示,在接枝时间为120 min、接枝温度为72℃、AIBN浓度为8 wt.%和VTMS浓度为9 wt.%的优化条件下,VTMS在PVDF基膜表面的接枝密度可达3.04 mg/dm2。而后,利用VTMS水解产生的硅羟基与亲水性MSN表面的羟基间发生脱水反应,在PVDF基膜表面接枝一层均匀致密的MSN。研究了MSN分散液p H、接枝温度,接枝时间及MSN浓度对VTMS/PVDF基膜表面MSN接枝密度的影响。结果显示,在接枝时间为2 h、接枝温度为40℃、MSN分散液的p H值为10和MSN分散液浓度为5 mg/m L的优化条件下,MSN在PVDF基膜表面的接枝密度可以达到8.73mg/dm2。最后,通过MPD与TMC间的界面聚合过程,将MSN封装在聚酰胺分离层中。对制备的MSN/PA-TFC膜的形貌特征及渗透脱盐性能进行表征和测试。结果显示,在8.73 mg/dm2的MSN接枝密度条件下,所制备的MSN/PA-TFC膜渗透性能提升到6.14 L m-2 h-1 Bar-1,脱盐率保持在95%以上。这归因于大量MSN被均匀接枝在聚酰胺分离层中,MSN所含丰富的三维纳米孔道结构能够充分发挥其水通道的作用,在保持脱盐性能的同时,提升分离层的渗透性能。为进一步提升TFC膜的渗透性能,对TFC膜支撑层和分离层同时进行改性。分别制得SiO2/PVDF基-MWCNT/PA-TFC膜和SiO2/PVDF基-MSN/PA-TFC膜,探究了SiO2/PVDF基膜对MWCNT/PA复合分离层及MSN/PA复合分离层的影响。结果显示,SiO2/PVDF基-MWCNT/PA-TFC膜和SiO2/PVDF基-MSN/PA-TFC膜的渗透性能分别提升到6.73 L m-2 h-1 Bar-1和6.56 L m-2 h-1Bar-1。由于SiO2/PVDF基膜表面MSN接枝密度的下降,MWCNT/PA-TFC膜渗透性能的提升优于MSN/PA-TFC膜。