近年来，纳滤膜分离技术由于其独特的优势在水处理领域备受关注，现已应 用于饮用水处理、工业废水处理、海水脱盐等领域。但是在纳滤过程中，纳滤膜 依然存在水通量不高、抗污染性能差、使用寿命短和不耐极端环境（强酸、强碱、 高有机溶剂浓度）的问题，限制了其更广泛的应用。高通量纳滤膜和抗污染纳滤 膜的研发是近年来的研究热点，但耐酸纳滤膜、耐碱纳滤膜及耐有机溶剂纳滤膜 等特种膜的研究并不多见，因此开展上述特种纳滤膜的研究意义重大。针对传统 纳滤膜耐酸性差、现有耐酸纳滤膜通量/截留率低及制备工艺复杂的现状，本研 究采用具有优良酸稳定性的三聚氰氯（Cyanuric chloride, CC）和聚乙烯亚胺 （Polyethyleneimine，PEI）作为反应单体，在聚醚砜（PES）超滤基膜上通过界 面聚合法制备了聚胺（Polyamine，PAm）耐酸纳滤膜，并在此基础上开发并优化 了制膜方法和后处理手段，进一步提高了该类耐酸纳滤膜的膜分离性能，最后考 察了该类纳滤膜在含二价及多价金属离子的酸性废水处理中的应用潜力。具体结 果如下：

      （1）本研究采用 PEI 和 CC，通过简单的界面聚合法成功制备了 PAm 耐酸 纳滤膜。水相 pH、界面聚合温度、两相处理时间和 PEI 分子量均对所制备纳滤 膜的分离性能有较大的影响。不同分子量 PEI 的混合水相溶液能够实现优势互 补，使聚合物更均匀地分布在膜表面减少缺陷且避免分离层过于致密，有助于在 保证纳滤膜高截留的同时提高膜通量。在优化条件下制备的纳滤膜对 Na2SO4 的 截留率可达 90%，膜渗透通量可达 8.4 LMH/bar。所制备的 PAm 耐酸纳滤膜于 10 wt%的硫酸中浸泡 1800 h 后，膜分离性能无明显变化，具有优于传统聚酰胺 （Polyamide, PA）纳滤膜（NF270）的酸稳定性，具有和商品耐酸纳滤膜（A3012） 相当的盐分离性能和耐酸水平。

        （2）为提升 PAm 纳滤膜对二价及多价金属盐的截留，本研究开发了热处理 辅助的低油相浓度界面聚合法（LC-CT 法），采用 PEI 和 CC 成功一步制备了 Janus PAm耐酸纳滤膜。LC-CT法通过控制低CC浓度制备了超薄的选择分离层， 使膜内侧留有更多的荷正电基团（胺基），保证了该膜分离层的 Janus 特性。LC- CT 法通过热处理辅助增加了 CC 和 PEI 的交联度并促使分子链的溶胀重排，大 幅减少膜表面的缺陷，保证了纳滤膜对无机盐的高截留能力。该 Janus PAm 纳滤 膜具有很好的耐酸性，在 50℃，3 wt%的 HCl 中浸泡 72 h 后对 MgCl2 的截留率 仍可达 88%以上，膜渗透通量可达 10.4 LMH/bar。在一定范围内，CC 浓度越高， 所制备的纳滤膜 MgCl2截留率越高、酸稳定性越强。

       （3）为在不影响 Janus PAm 耐酸纳滤膜选择性和耐酸性的同时进一步提高 膜通量，本研究采用柠檬酸（Citric acid, CA）对纳滤膜进行后处理，并探究了 CA 处理的最佳条件及其作用机理。在常温下，低浓度 CA 会去除膜表面的小分子聚 合物，暴露出被覆盖的膜孔，提高膜通量。当浓度升高时，会进一步扩散进入膜 分离层的内侧，并与胺基反应形成酰胺类物质，引入羧基和羟基，增加膜表面的 亲水性和电负性。当 CA 处理温度升高时，会促进 CA 与更多的胺基和羟基发生 反应形成酰胺类和脂类物质，但同时膜内侧更多的小分子聚合物被去除。在两者 的协同作用下，膜的截留率虽略有降低（MgCl2 仍高于 96%），但纳滤膜通量大 幅上升（约 8 倍）。该后处理并不会影响 PAm 纳滤膜的耐酸性。

       （4）本研究测试评价了所研发的 PAm 耐酸纳滤膜在含二价及多价金属离子 （Mg(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、 Mn(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)）的酸性废水处理中的应用潜力，并与 A3012 商品耐酸纳滤膜进行了对比。由 0.25 g/L 的 CC 制备的 Janus 纳滤膜 （NFM0.25）在 1 mol/L 的 HCl 中对 Mg(Ⅱ)的截留率可达 95%以上，在 0.5 mol/L 的 H2SO4 中对 Mg(Ⅱ)的截留率可达 88%以上，且在长周期的运行中较为稳定。该 纳滤膜对 HCl 及 H2SO4 体系中金属离子的截留率受金属离子的 stokes 半径、离 子存在形式和溶液 pH 的影响。该 PAm 纳滤膜对 1 mol/L HCl 中的 Fe(Ⅱ)和 Zn(Ⅱ) 可实现高效分离，Zn(Ⅱ)/Fe(Ⅱ)分离比最高可达 166.3。该纳滤膜在强酸下的金属 离子截留率略低于 A3012，通量略高于 A3012。