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正渗透(FO)技术是以FO膜两侧汲取剂和原料液间的渗透压差为驱动力,在无需施加外力的情况下便可运作的膜分离技术。FO技术有着低膜污染倾向、低成本等特点,是一种绿色分离提纯膜技术,但这依赖于高效的汲取剂和正渗透膜的研究以及相应的循环回收系统的研发。目前,FO过程已经应用于食品加工、制药、发电、污水污泥处理及海水淡化等行业。在此过程中,高效汲取剂的开发成为了学者们研究关注的重点。本文首先采用N-异丙基丙烯酰胺(N-isopropylacrylamide,NIPAM)、γ-聚谷氨酸(γ-Polyglutamic acid,γ-PGA)和聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)三种单体制备了两种温度响应型水凝胶,分别为PNIPAM/y-PGA水凝胶和PNIPAM/y-PGA/PEG水凝胶。将两种水凝胶作为汲取剂应用于FO过程中,并研究其理化性质及作为汲取剂时所提供的水通量及循环利用性能。然后,在第一种水凝胶汲取剂的基础上添加反应物,改善其吸水及脱水性质,并利用响应曲面法深入研究反应物间的交互作用,确定最佳水凝胶制备方案,最终将制备出的水凝胶应用于正渗透盐水淡化中,研究其作为FO汲取剂的实际应用效能。根据实验结果,PNIPAM/γ-PGA水凝胶具有明显的孔状结构,y-PGA被成功的引入PNIPAM/γ-PGA中,并且水凝胶的平衡溶胀率随γ-PGA添加比例的增加而增大,当NIPAM:γ-PGA=5:1时,平衡溶胀率为40.3 g/g;在40℃下持续脱水6h,脱水率可达80%以上。将上述制备的二元水凝胶作为FO汲取剂时,0.5 h内的水通量为1.1～1.4 Lm-2h-1,且重复利用效果较好。添加PEG后获得的PNIPAM/γ-PGA/PEG水凝胶的吸水性能和脱水性能明显优于不添加PEG时的水凝胶,水凝胶的孔状结构增加,且引发剂和γ-PGA在反应中有交互作用。根据响应曲面法选取的最佳制备方案为NIPAM:γ-PGA=5:1;引发剂与反应物质量比为1:100;交联剂与反应无质量比为1:100,NIPAM:PEG=1.1。最终将制备好的温度响应型PNIPAM/y-PGA水凝胶和PNIPAM/γ-PGA/PEG水凝胶作为FO汲取剂应用于FO盐水淡化过程中,考察其实际应用效能。结果表明,随着原料液NaCl浓度不断升高,水通量逐渐下降,当原料液NaCl浓度为2000 mg/L时,0.5 h内PNIPAM/γ-PGA水凝胶汲取剂提供的水通量约为0.8 Lm-2h-1,PNIPAM/γ-PGA/PEG水凝胶汲取剂提供的水通量为1.1 Lm-2h-1。两种水凝胶的低临界溶解温度(Lower Critical Solution Temperature,简称LCST)在35℃左右,PNIPAM/y-PGA/PEG水凝胶在40℃水浴30min后脱水率高达90%,水回收率较高并且操作简单。通过两种水凝胶作为FO汲取剂的循环利用性能检测的结果可看出,循环利用后的水凝胶再次作为汲取剂时所提供的水通量变化较小,证明两种水凝胶有良好的稳定性和循环利用性能。