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正渗透(FO)是以分离膜两侧进料液和汲取液之间的渗透压差为驱动力的分离过程,具有膜污染轻、水通量高等优点。构成高效FO过程的主要部件包括具有高渗透选择性能的FO膜及易于低能耗再生的汲取液。文献报道采用具有较高水渗透性能的超滤类型(UF-like)FO膜,并匹配易于再生的大分子汲取液,构建的高效FO过程,在处理或浓缩富含大分子或悬浮颗粒物的料液时具有水通量高、膜污染轻和运行成本低等优势。然而,高效正渗透体系的构建仍需进一步优化提升UF-like FO膜的渗透选择性能,开发低能耗的汲取液再生方法,并探讨其在实际应用中的系统稳定性。基于此,本研究分别从高性能UF-like FO膜的制备和汲取液的高效再生方法进行深入研究,构建高效的正渗透体系,并探讨其在油水分离中的应用。(1)通过真空抽滤方法在聚醚砜(PES)微滤(MF)膜上负载经聚多巴胺改性的多壁碳纳米管(PDA-modified MWCNTs),制备了具有高渗透选择性的多孔复合膜(PES-MWCNTs),并在超滤(UF)过程和FO过程中对膜的油水分离性能进行了评测。结果显示,通过调控膜表面碳管负载量能够有效调控所制备PES-MWCNTs膜的渗透选择性能;当碳管负载量为2.92μg/cm~2,以0.50 wt.%聚(对苯乙烯磺酸钠)(PSS)为汲取液溶质时,最优操作条件下,PES-MWCNTs-3膜的正渗透水通量达到31.20 LMH,而反向溶质通量为0.14 mmol MH,优于文献报道UF-like FO膜的正渗透性能。另外,PES-MWCNTs-3膜在FO油水分离过程中相对UF过程表现出高而稳定的水通量,具有良好的抗污染性能。(2)通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)反应合成温敏型聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)高聚物,并用作FO过程的汲取液溶质,研究温敏型汲取液在与PES-MWCNTs膜匹配的正渗透性能并考察其高效再生方面的潜力。结果显示,以2.00 wt.%PNIPAM为汲取液溶质时,PES-MWCNTs-3膜的最佳水通量达到27.49 LMH,而反向溶质通量仅约为0.055 mmol MH,具有良好的FO分离性能。另外,通过低压超滤过程实现了PNIPAM汲取液的高效再生,0.04 bar的操作压力及相转变温度32℃下,再生过程中初始水通量达到约25 LMH。本研究针对油水分离,构建了高效的FO过程。通过调控膜表面碳管负载量,进而调控分离膜膜孔大小与汲取液及料液中待分离物尺寸相匹配。同时,采用低压超滤过程实现PNIPAM汲取液的高效再生。我们的工作为UF-like膜的FO过程在处理大分子或悬浮颗粒物料液时提供了新的研究思路。