纳米复合聚酰胺反渗透膜是一种通过界面聚合工艺制备的新型复合膜。向聚酰胺薄膜层内掺杂纳米粒子可以大幅提高反渗透膜性能。然而,为了提高纳米粒子在溶液中的分散性,降低其与聚酰胺聚合物间的非选择性界面的形成,常需要对纳米粒子进行复杂的化学改性。本文希望发展一种工艺简单,涉及化学物质少的原位聚合策略。我们选取了能与羟基、胺基反应的氯硅烷前驱体,将其置于油相溶液中,通过前驱体与水相扩散过来的单体羟基、胺基的反应,原位生成与聚酰胺强相互作用的硅基纳米复合反渗透膜。系统选取了四氯化硅、甲基三氯化硅和苯基三氯化硅前驱体,实现了反渗透膜性能的多方面提高。首先建立了一种基于四氯化硅原位聚合的纳米复合聚酰胺反渗透膜制备方法。通过四氯化硅与羟基和胺基的反应,制备了高亲水性的纳米复合聚酰胺反渗透膜。系统研究了四氯化硅浓度对聚酰胺分离层结构形貌、组成和性能的影响。原位产生的高亲水性纳米粒子有效地掺入聚酰胺基质中。它们通过共价键和氢键与聚酰胺聚合物形成强相互作用。在四氯化硅原位聚合的聚酰胺膜中产生了丰富的羟基。四氯化硅大大增加了聚酰胺膜背面上的孔和横截面中的空洞。在顶部表面上产生越来越松散的叶片状结构。在保持膜的水盐选择性不变的情况下,四氯化硅可使膜的水渗透系数增加到171%。四氯化硅是一种性能优良的原位聚合前驱体,不仅显著提高了渗透性能,还改善了膜的亲水性能、机械性能和耐化学性能,改善效果优于众多其他纳米材料改性的聚酰胺反渗透膜。但聚酰胺膜材料越亲水越会降低膜的水盐选择性能,高亲水性的四氯化硅只能维持膜的水盐选择性。我们又利用疏水性的甲基三氯硅烷制备了兼具高渗透通量和高选择性的纳米复合聚酰胺反渗透膜。甲基三氯化硅的原位水解缩聚和氨解反应的发生,使其有效地掺入了聚酰胺薄膜中。它们通过共价键和氢键与聚酰胺聚合物形成强相互作用。在甲基三氯化硅原位聚合的聚酰胺膜中不仅产生了丰富的羟基和酰胺基团,还产生了甲基、硅氧基、硅氮基等功能基团。甲基三氯化硅大大增加了聚酰胺背面上的孔和横截面中的空洞。在顶部表面上产生越来越松散的大叶片状结构。聚酰胺叶片间的峰间距离变大,显著降低了易污染的波谷位点,提高了聚酰胺纳米复合膜的水渗透性能和污染性能。当甲基三氯化硅负载量从0增加到0.1 mM时,聚酰胺膜的纯水渗透系数增加到196%,同时还提高了膜的水盐选择性能。在长期的耐污染实验中,甲基三氯化硅改性的聚酰胺膜显示出两倍的运行通量、更高的盐截留性能和较好的抗牛血清蛋白污染性能。最后,为得到更具渗透性能和选择性能的纳米复合反渗透膜,我们采用了空间位阻更大的、化学稳定性更好的苯基三氯化硅前驱体。系统研究了苯基三氯化硅浓度对聚酰胺分离层的影响。苯基三氯化硅的原位水解缩聚和氨解反应的发生,使其有效地掺入了聚酰胺薄膜中。它们通过共价键和氢键与聚酰胺聚合物形成强相互作用。当维持膜的水盐选择性能不变的情况下,苯基三氯化硅负载量可提高到0.2 mM,同时膜的纯水渗透系数增加到300%,适用于家用RO膜和超低压RO膜。原位生成的纳米级的苯基三氯化硅粒子包埋在聚酰胺膜内,分布均匀,有效地解决了原位生成中纳米粒子的团聚问题。