纳滤是常用的水处理技术。然而,在实际运行中,纳滤膜通量低、操作压力高,导致产水效率低下,增大了设备运行投资及能耗成本;膜污染的产生也限制了纳滤膜的进一步推广及应用。由聚合物和特殊填料组成的复合纳滤膜为低成本制备高性能分离膜提供了新方法。因此,本研究通过加入笼型聚倍半硅氧烷(POSS)的方法对纳滤膜进行改性,以制备高通量耐污染的纳滤膜。本文主要进行了以下研究。首先以聚醚砜(PES)为聚合物,系统分析了两种溶剂和三种添加剂及其浓度对超滤支撑层性能的影响。结果表明,超滤支撑层制备的最佳配方为:15%PES+21%聚乙二醇PEG2000+64%二甲基乙酰胺DMAc,在0.1MPa下,通量达到255.0 L/(m2·h),为后续界面聚合制备聚酰胺纳滤膜提供了良好的支撑。在此基础上,选择哌嗪(PIP)和均苯三甲酰氯(TMC)为界面聚合的反应单体,研究两种单体浓度对聚酰胺纳滤膜性能的影响,实验表明,当PIP和TMC的浓度分别为0.5%和0.1%时,聚酰胺的性能综合最优,通量达到58.08 L/(m2·h),Na2SO4截留率为91.1%。其次,采用六种带不同基团的POSS在界面聚合过程中对纳滤膜进行改性。通过对比通量和截留率,优选聚乙二醇基笼型聚倍半硅氧烷(PEG-POSS)和辛氨基笼型聚倍半硅氧烷(OA-POSS)为水相添加剂,研究了不同浓度的PEG-POSS和OA-POSS对纳滤膜性能的影响。在0.5 MPa下,当PEG-POSS添加浓度为0.5%时,改性膜的水通量为114.0 L/(m2·h),是未改性前的2倍,Na2SO4截留率达到95.8%;当OA-POSS添加浓度为0.05%(加入0.5%TEA),改性膜的水通量为90.0L/(m2·h),是未改性前的1.4倍,Na2SO4截留率达到98.78%。傅里叶红外及X射线光子能谱分析等结果证明POSS材料成功添加到聚酰胺层中。通过扫描电镜、接触角仪和原子力显微镜等观察膜的结构,研究膜的亲水性、粗糙度和表面形态,分析POSS材料提高纳滤膜水通量的原因。最后,为研究POSS改性纳滤膜的效能,考察了改性膜对环境激素和抗生素的去除特性、抗污染性能和长期运行稳定性。实验结果显示,POSS改性膜对双酚A、左氧氟沙星、罗红霉素等的去除率分别可以达到70%、81%和96%。两种POSS改性膜的抗污染性能也提升了6%。POSS改性制备纳滤膜过程操作简单,在水处理领域具有应用前景。所获研究成果可以为纳滤膜的广泛应用提供理论与实践基础。