为提高纳滤膜的抗污染能力,基于Whiteside亲水抗污染原则,选取亲水小分子对聚酰胺纳滤膜表面进行改性。受仿生思想启发,通过界面聚合方法,将不同氨基酸分子及其金属螯合物引入到聚酰胺分离层中,实现改性膜表面亲水性的提高以及抗污染能力的强化。主要研究内容及总结概述如下:首先,受水通道蛋白启发,将自然界中最简单的碱性氨基酸Lys,引入到纳滤膜致密的PIP-TMC聚酰胺分离层中,利用氨基酸分子与水分子之间的氢键作用,实现了Lys对聚酰胺分离层的亲水改性,膜表面对于负电污染物的抵御能力得到了提高。同时,Lys的引入强化了聚酰胺分离层的致密程度,导致纯水通量降低、截留能力提升。其次,为验证碱性氨基酸作为一类小分子亲水改性剂的可能性,受水通道蛋白1启发,将Arg分子引入到聚酰胺分离层中。实现了膜表面亲水性、荷负电性的提高,强化了改性膜的抗污染能力。但由于Arg多氨基的特性,以及分子之间胍基的相互作用,Arg-Arg二配体动态干扰着PIP-TMC聚酰胺网络的形成,随着Arg添加量的升高,膜纯水通量不断提升,直至两倍,而截留则呈现先下降、后上升、再下降的变化趋势。最后,力求克服氨基酸改性聚酰胺纳滤膜的trade-off效应,受自然界中氨基酸螯合现象启发,通过Arg与Fe离子形成的稳定螯合物,排除Arg-Arg二配体的动态干扰效果,实现纯水通量提升,而截留率仍保持在较高水平。同时,保持了氨基酸改性膜的亲水抗污染效果,尤其过滤BSA污染物12 h后,改性膜的通量恢复率达到了100%。