清洁的水是维持人类生命活动和生态系统稳定的基本资源。然而,随着人口的不断增长,水资源短缺问题引起了人们更多的关注。在需水量大的食品、纺织、金属、造纸和化学工业中,对产生的废水进行回收和再利用将大大减少对水资源的消耗,可以在很大程度上缓解淡水资源短缺所带来的压力。膜分离技术作为一种新兴的途径,不仅可以淡化海水和微咸水,还可以用于废水回收。该技术具有效率高、易于操作、成本低和能耗低等优点,是可持续环境污染控制工程的主要技术之一。从根本上说,膜的分离性能受其结构和性质的限制。就目前使用的膜材料而言,聚合物膜在实验室和工业规模的水处理中越来越受到重视。然而,这些传统膜材料存在选择性与渗透性不能兼顾,防污性能较低,并且在苛刻的环境下不耐腐蚀的问题。因此,为了克服这些关键的限制,需要设计和制造新型的膜,以增加其稳定性、防污性和分离性能。聚醚醚酮（PEEK）系列聚合物以耐溶剂和耐腐蚀特性著称,是特种工程塑料中的顶尖产品。其卓越的耐溶剂特性源于其分子结构的稳定性和半结晶的聚集态。因此PEEK类聚合物是有机溶剂分离膜的良好材料。但由于其结晶特性限制材料的溶液加工,阻碍了其在分离膜材料领域的应用及研究。尽管如此,一些通过官能团的改变来消除材料结晶性,以此制备PEEK类分离膜的科研工作也陆续被报道,此方法破坏了其原有的结晶结构,虽然改善材料的溶剂加工特性,但是结晶性的丧失使得膜在一些特定溶剂中的使用受到限制。如能制备结晶型PEEK膜材料,将会大大提高膜的耐溶剂和耐腐蚀性进而拓宽膜的应用领域。一些科研工作者使用强酸（浓硫酸及甲磺酸等）为溶剂制备结晶型PEEK分离膜,这类膜材料的化学稳定性和耐有机溶剂性能得到明显提高,但是在膜制备过程中产生了大量的酸,对环境及制膜设备带来了巨大考验。本论文通过分子结构的巧妙设计,解决了PEEK难于溶液加工成膜的问题,并且具有良好的应用前景。其过程为先制备非晶态聚芳醚胺聚合物,然后采用传统的非溶剂相分离（NIPS）方法制备前驱体膜,最后结合非均相水解技术制得具有可调孔径的PEEK膜。然后通过对PEEK膜界面功能化的调控,包括引入带电荷选择层、构建多级纳米分离界面和有机-无机材料的层层组装,制备了荷负电聚醚醚酮（SPEEK）浸渍的PEEK/SPEEK-x复合膜、结晶型SPEEK为基底的具有纳米脊状功能层的复合膜以及结晶型SPEEK为基底的氧化石墨烯（GO）多功能层的复合膜。具体内容如下:（1）利用对苯二酚和N-苯基（4,4-二氟二苯）酮胺合成聚醚醚酮前驱体（PEEKt）,以N-甲基吡咯烷酮（NMP）为溶剂,通过NIPS法制备PEEKt膜,再利用酸性条件下的热处理得到PEEK膜。系统研究了PEEK膜在热处理过程中结构变化的机理,探究了不同处理温度对膜结构、孔径和分离性能的影响。同时考察了在不同处理温度下的膜对不同分子量有机染料的分离,结果表明PEEK膜在特定的温度下能够高效分离有机染料。并且经过有机溶剂和强酸浸泡之后PEEK膜的分离性能具有较好的重现性。与传统的商业聚合物膜（聚丙烯腈和醋酸纤维素膜）相比,PEEK膜具有优异的化学稳定性。（2）从荷电膜角度出发,在前面工作的基础上,制备了荷负电聚醚醚酮前驱体（SPEEKt）。由于丰富的-SO3H可以使膜表面具有优异的亲水性和较多的负电荷,对带负电的溶质具有较好的排斥作用。因此,以SPEEKt为浸渍液,上述提到的PEEK膜为基质膜,随后在酸性条件下进行热处理,促进浸渍层的水解和结晶成为SPEEK,最终获得一系列结晶型的PEEK/SPEEK-x复合膜。在保持相同溶质的截留率的条件下,PEEK/SPEEK-2 wt%的水通量是商业常用NF270膜的水通量(14.5 L m-2 h-1 bar-1)的9倍。由于所得到的复合膜对有机染料具有高的截留率,对盐的截留率较低,因此该PEEK/SPEEK-x复合膜可以高效的分离纺织废水中的盐和染料。此外,经过10个周期的循环测试,CR的截留率以及水的通量基本保持不变。我们制备的膜可以经过乙醇清洗,清洗后的分离性能完全恢复,结构保持完整,表明PEEK/SPEEK-x复合膜具有长期稳定性和良好的再生性能。（3）利用界面聚合技术构筑PEEK分离膜多级纳米分离界面。分离膜的界面形貌对其分离性能有重要影响。因为分离界面中规则的纳米结构可实现不降低膜通量的前提下提高膜的截留率,是解决分离膜“trade-off”效应的有效手段。因此本工作利用结晶的SPEEK分离膜为支撑层,采用界面聚合的方法制备了一系列Tob/Cyclam-TMC-x复合膜。利用妥布霉素（Tob）和具有多个氨基位点的大环状物质1,4,8,11-四氮杂环十四烷（Cyclam）的水溶液为溶液相,均苯三甲酰氯（TMC）的正己烷溶液为有机相,通过对界面聚合条件的优化,最终在SPEEK膜界面成功制备一层具有纳米脊状的功能皮层。我们接下来研究了不同含量的Cyclam对复合膜的皮层结构及其性能的影响。通过研究发现,在界面聚合中,随着Cyclam含量的增加,溶液相的粘度增大,导致扩散驱动的不稳定性,从而实现了功能皮层的结构由纳米结节状到纳米脊状的改变。功能皮层结构的改变增加膜的接触面积,提高溶质的截留率而不影响膜的通量。同时该复合膜表面带有较强的负电荷,根据道南效应,对负电荷的有机小分子染料具有较高的截留率。此外,通过抗菌测试表明,Tob/Cyclam-TMC-x复合膜可以抑制其表面的细菌生长,具有较好的抗生物污染性能。（4）耐溶剂的PEEK为基膜氧化石墨烯（GO）为分离层的PEEK基二维纳米有机溶剂分离复合膜的研究。二维纳米材料具有较好的耐腐蚀性和耐溶剂性,其均匀的尺度可以对溶质分子具有优异的筛分性能,但其自支撑性和稳定性差。因此,结合结晶型PEEK的耐溶剂和规模化制备的优点,开展PEEK基GO有机溶剂分离复合膜的二元协调效应研究。以SPEEK基膜的-SO3H和GO之间的相互作用稳定有机-无机界面。随后利用聚乙烯亚胺（PEI）的填充和戊二醛（GA）交联,制备了一系列的SPEEK@GO/PEI/GA-x复合膜。通过PEI填补缺陷,使其在有机溶剂中能够高效的分离有机小分子染料。此外,经过长时间过滤和超声处理的条件下,SPEEK@GO/PEI/GA-x复合膜的形态依然保持不变,表明该膜具有优异的稳定性。