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反渗透技术是目前通过海水淡化来解决淡水资源不足的危机的最有效方法之一;而反渗透膜作为反渗透技术的核心,一直以来被广为深入地研究。早前的研究发现以聚砜超滤膜为基材、间苯二胺的水溶液为水相、均苯三甲酰氯的正已烷溶液为有机相,通过界面聚合反应得到以交联聚酰胺为活性分离层的反渗透膜,相对于经典的醋酸纤维素反渗透膜而言,对苦咸水和海水淡化具有较高的水通量和截留率,并成功应用于海水淡化的工业生产上。然而,进一步提高反渗透膜的海水淡化效率一直是工业发展所追求的目标。本研究通过改变反渗透膜中交联聚酰胺的分子结构来改变分子间自由体积,降低水分子传质阻力,从而提高过滤层的水通量,并最终提高该反渗透膜的脱盐效率,努力建立起分子结构与脱盐效率之间的“构效”关系。首先选择了三种不同的苯二胺分别作为水相单体,均苯三甲酰氯为有机相单体制备复合膜,研究氨基的位置对于聚酰胺结构的影响。研究表明,以间苯二胺、对苯二胺单体制备的反渗透膜对2000 ppm的氯化钠溶液的截留率大于98%,而基于邻苯二胺单体的聚酰胺复合反渗透膜对氯化钠的截留率仅为45%。进一步地,以甲基取代的单体包括甲基邻苯二胺、甲基间苯二胺和甲基对苯二胺分别与均苯三甲酰氯通过界面聚合反应制备了新型交联聚酰胺复合反渗透膜,并探讨甲基与氨基的相对位置对于脱盐效率的影响。通过扫描电镜(SEM)来观察所得六种聚酰胺复合反渗透膜的表面和截面形貌,并通过原子力显微镜(AFM)扫描结果分析反渗透膜的表面粗糙度,将表面形貌与分子结构进行关联,结果发现六种膜的表面形貌随着二胺单体的不同而差异巨大,甲基取代单体所制备的聚酰胺反渗透膜的表面粗糙度较未取代单体有所降低。同时研究发现,基于甲基取代二胺单体的反渗透膜在脱盐效率的测试中表现出更高的水通量。于是,将邻苯二胺与甲基邻苯二胺,间苯二胺与2,6-二氨基甲苯、对苯二胺与甲基对苯二胺、甲基间苯二胺与甲基邻苯二胺按不同浓度配比后,制备出具有更高水通量的聚酰胺复合反渗透膜,并深入研究复合胺类单体中苯环上氨基与甲基的相对位置及其浓度对界面聚合反应生成的聚酰胺活性分离层中水通道结构的影响。同时,采用分子模拟研究六种二胺单体的分子势能,更低势能的单体所制备的复合反渗透膜在脱盐过程中表现出更优异的选择透过性和水通量。