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淡水资源短缺已成为全球性挑战,以分离膜为核心的膜分离技术因其低能耗、高效率等优点广泛用于海水淡化、苦咸水淡化、废水处理等过程生产可饮用淡水。得益于结构优势,薄膜复合纳滤(TFC NF)膜是脱盐领域研究最广泛、分离性能最佳的分离膜。然而,TFC NF膜仍面临着水通量与截留率之间的trade-off问题。近几年,研究人员通过将由纳米材料构成的多孔超薄膜作为支撑层制备了一系列具有超薄聚酰胺(PA)活性层的高通量、高截留率TFCNF膜。通常,通过在PA层中引入纳米粒子制备薄膜纳米复合纳滤(TFN NF)膜可以进一步提高分离性能。然而,在基于纳米支撑层的TFC NF膜中,PA层厚度低至十几纳米,在如此薄的PA层内均匀可控地添加纳米粒子、制备基于纳米支撑层的新型TFN NF膜仍是一个挑战。另一方面,纳米支撑层由于受制备方法限制通常面积很小,因此,这类基于纳米支撑层的高性能TFC膜的大面积制备也仍是一个挑战。本论文通过设计在超薄PA层内均匀可控地添加多孔纳米材料的新方法,进一步提高了这类新型TFC NF膜的分离性能,得到了基于纳米材料支撑层的新型TFN NF膜。同时本论文通过设计单壁碳纳米管(SWCNT)支撑层的大面积制备的新方法,实现了这类新型NF膜在大面积制备的探索。具体研究内容如下:1.基于SWCNT支撑层的TFN NF膜。为了进一步提高TFC NF膜的水通量,设计以SWCNT为支撑层、超小粒径UIO-66-NH2为纳米填料,制备了具有超薄活性层(20±3 nm)的TFNNF膜。有效提高了 NF的水通量。得益于活性层的超薄厚度和特有多孔结构纳米粒子的高负载,TFN NF膜水通量高达46 Lm-2 h-1 bar1,比无UIO-66-NH2负载的TFC膜提高了 53%,同时具有97.1%的高Na2SO4截留率。2.基于SWCNT支撑层的TFC NF膜。为了实现新型TFC NF膜的大面积制备,设计了可以大面积可控制备SWCNT支撑层的刷涂方法。详细研究了通过该方法制备的SWCNT支撑层的机械和化学稳定性。基于刷涂法制备的SWCNT支撑层制备了具有超薄PA层(～15 nm)的TFCNF膜。TFCNF膜具有40 L m-2h-1 bar-1的超高水通量、96.5%的Na2SO4截留率和极高的一价离子与二价离子的渗透选择性。为基于纳米支撑层的新型TFC膜的大规膜制备提供了一种有效途径。3.基于SWCNT支撑层的TFC反渗透(RO)膜。为了拓展SWCNT支撑层在制备TFC膜方面的应用,我们设计了基于SWCNT支撑层的TFC RO膜,探索了 SWCNT浸润性对TFCRO膜形貌和脱盐性能影响。SWCNT支撑层浸润性降低,能有效减少TFC RO膜表面的囊泡数量和尺寸、降低PA活性层的厚度。