反渗透技术可实现无机盐与水分子的高效分离,在海水淡化和水质处理中应用广泛,但以聚酰胺为首的反渗透膜材料在实际运行中存在的膜污染问题会降低分离效率、增加能耗和成本,其中微生物在反渗透膜界面的沉聚和生长是引发膜污染的最大原因。研发具备抗生物污染的新型反渗透膜是当前对抗膜污染最行之有效的手段。因此本课题根据微生物在反渗透膜界面的聚集生长进程,制备了一种可同时在第一阶段抵抗污染物的吸附、在第二阶段抑制微生物的生长繁殖的双功能抗生物污染反渗透膜,并分别对其“被动”防污机制和“主动”防污机制进行探讨。本研究在聚酰胺复合膜（TFC）表面通过氧化聚合反应涂覆了聚多巴胺,并通过螯合和还原作用在其上原位合成了纳米铜颗粒来制备一种表面改性反渗透膜。首先研究了多巴胺分别聚合0.5 h、1 h、2 h后改性膜表面基本特征和表面性质的变化。研究发现改性膜表面成功负载了多巴胺分子和以Cu²⁺、Cu⁰形态存在的纳米铜颗粒,且多巴胺的聚合时间越长,反渗透膜表面的峰谷结构越紧密,聚多巴胺的团聚和纳米铜被包覆的程度越小,膜表面的氧氮元素比和亲水性逐渐提高,改性颗粒之间的静电排斥作用增强,粗糙度无显著变化。通过反渗透膜表面吸附有机物和细菌生长的静态实验来分别评价其抗吸附性能和抗菌性能。在传质性能未发生显著变化的基础上,多巴胺聚合2 h的改性膜对BSA的吸附量降低了36.6%,抗菌率达到97.0%以上,表现出的抗有机吸附和抗菌性能最优。利用XDLVO理论从微观角度探讨了改性膜在微生物污染形成的第一阶段中抵抗污染物在膜表面吸附的“被动”机制为:改性膜与有机物、微生物之间的范德华吸引减弱,极性排斥增强,形成的水化层阻隔了污染物的进一步吸附;然后通过细胞活性、代谢活性和细胞形态探讨了改性膜在第二阶段中抑制微生物生长繁殖的“主动”机制为:改性膜通过接触和非接触杀菌的方式使细胞膜破裂,抑制ATP的合成来降低代谢活性,释放的Cu²⁺导致胞体失水皱缩来降低细胞的活性。研究了长期动态运行的反渗透膜污染情况和改性层的稳定性来指导实际应用。激光共聚焦（CLSM）表明改性膜表面的活细菌和胞外聚合物较原膜均有明显地减少,且总生物量降低了53.4%。通量的衰减程度减少了40.0%,不可逆膜污染降低,表现出良好的抗生物污染性能。纳米铜在运行初期溶解较快,随后减缓至稳定,且不存在渗漏的问题。通过原位合成的方法可重新负载纳米铜功能层,再生后的改性膜仍具有良好的双功能抗污染性能。