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随着城市现代化和工业生产的发展,环境污染问题也日益严峻,重金属离子废水的排放是造成水污染的一个重要因素,对人类社会构成巨大的危害。处理重金属离子废水的传统工艺存在诸如工艺复杂、选择性差或易造成二次污染等问题,因而急需寻找一种对废水中重金属离子具有高选择性的吸附分离材料去克服上述问题。金属离子印迹复合膜的出现为金属离子的分离与去除提供了新思路,是一种兼具金属离子印迹技术与膜分离技术双重优点的新兴技术,也是金属离子印迹技术发展的一个重要分支。本论文以金属离子印迹技术为基础,分别以Cd（Ⅱ）离子和Co（Ⅱ）离子为模板离子,采用表面印迹法制备了三类金属离子印迹复合膜及相应的非印迹复合膜,并对它们的吸附性和渗透选择性进行了系统地研究,建立了Cd（Ⅱ）离子和Co（Ⅱ）离子的渗透传质机理。具体研究内容如下:（1）以Cd（Ⅱ）离子为模板离子,结合表面印迹法,使用常规的功能单体,成功制备了26种Cd（Ⅱ）离子印迹复合膜(Cd（Ⅱ）-IICM1～26)及其相应的非印迹复合膜(NICM1～26)。以4-乙烯基吡啶（4-VP）为功能单体,尼龙-6（Nylon-6）膜为基膜,模板离子、功能单体与交联剂的摩尔比为1:4:20,在甲醇/水（1v/1v）的致孔溶剂中浸泡180 s制备得到的Cd（Ⅱ）-IICM6效果相对较好,该膜的吸附量可达376.98 mg·g-1,印迹因子为1.56。等温吸附实验发现Cd（Ⅱ）-IICM6的吸附模式符合Freundlich模型,表明Cd（Ⅱ）-IICM6具有双分子层分布的吸附位点,动力学拟合表明Cd（Ⅱ）-IICM6对Cd（Ⅱ）离子的吸附是以化学吸附为主的过程,渗透选择性实验表明Cd（Ⅱ）-IICM6对Cd（Ⅱ）离子具有较好的渗透选择性能。（2）以吡啶作为母体,合成了一个含氮杂环的新型功能单体N,N’-吡啶-2,6-二（2-甲基丙烯酰胺）（简称PMA）,采用表面印迹技术,通过单因素实验对印迹体系进行了优化,制备了25种Cd（Ⅱ）离子印迹复合膜(Cd（Ⅱ）-PMA-IICM1～25)和相应的非印迹复合膜(PMA-NICM1～25)。利用SEM、BET及吸附实验、渗透实验等手段表征Cd（Ⅱ）-PMA-IICM17的结构形貌、吸附性及渗透选择性。结果表明,最佳印迹膜的制备条件如下:以PTFE微孔滤膜为支撑膜,CH3OH:H2O（1v/3v）为致孔溶剂,模板离子、功能单体和交联剂的摩尔比为1:4:50,膜浸泡时间为180 s。吸附实验表明,Cd（Ⅱ）-PMA-IICM17和PMA-NICM17对溶液中Cd（Ⅱ）离子的吸附行为符合Freundlich等温吸附模型和准二级动力学模型,表明印迹复合膜对Cd（Ⅱ）离子的吸附过程接近于双分子层吸附,主要受化学吸附控制。渗透性实验表明,Cd（Ⅱ）-PMA-IICM17和PMA-NICM17对模板Cd（Ⅱ）离子有更好的渗透选择性,渗透过程遵循“促进渗透”传质机制。（3）以含氮杂环（吡咯）作为母体,合成了新型功能单体N-甲基吡咯烷基丙烯酰胺（简称PMMA）,结合表面印迹法,全面优化印迹体系成功制备了27种Co（Ⅱ）离子印迹复合膜(Co（Ⅱ）-PMMA-IICM127)及其对应的非印迹复合膜(PMMA-NICM127)。该印迹复合膜较适宜的制备工艺如下:模板离子、功能单体及交联剂的摩尔比为1:4:50,Nylon-6为支撑膜,DMF/H2O（1v/1v）为致孔溶剂,浸泡时间为180 s。在此条件下所制备的Co（Ⅱ）-PMMA-IICM16对Co（Ⅱ）离子的吸附量为428.24 mg·g-1,其印迹因子达到2.36。SEM和BET研究结果表明Co（Ⅱ）-PMMA-IICM16是典型的中孔材料。吸附实验和渗透选择性实验表明,Co（Ⅱ）-PMMA-IICM16对Co（Ⅱ）离子的吸附过程符合准二级动力学吸附模型和Langmuir等温吸附模型。Co（Ⅱ）-PMMA-IICM16对Co（Ⅱ）/Cd（Ⅱ）和Co（Ⅱ）/Cu（Ⅱ）的渗透过程遵循“延迟渗透”传质机制,相对渗透选择性系数分别为2.11和1.55。