水资源问题是当今社会亟需解决的重要问题之一,而膜分离较之其他水处理技术(电化学处理技术、微生物降解、氧化处理等)具备高效、环保和节能等显著优势,成为当今水处理领域的主要处理手段。但是,面对日益复杂的水污染环境,传统的分离膜材料(PVDF,PES,PAN等)极易遭到损害,无法对特殊条件下污染水体进行有效的分离。聚苯硫醚(PPS),六大特种工程塑料之一,具备耐酸碱、耐高温和耐化学性等优异性能,能够弥补极端环境下的水处理空白,引起了越来越多的研究者关注。首先,仿照自然界中“蜘蛛网”结构,充分发挥混合基质膜的优势,研究能否利用碳纳米管(CNT)特殊管状结构和性能,在PPS膜皮层形成一层网状过滤层,缩小膜孔径、提高截留率,在兼顾PPS的优异特性同时实现精度过滤。实验分别利用聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物(Pluronic-F127)和氧化石墨烯(GO)处理CNT,制备出CNT/F127和CNT@GO,通过物理共混改性方式,使其在PPS膜内较均匀分布并在膜表面形成了“蜘蛛网”皮层的仿生结构。复合膜表现出了优异的力学性能和热稳定性,同时实现高精度过滤。该工艺简单高效,适合PPS膜的大规模产业化生产,促进了 PPS膜在极端环境下使用推广。但是,单纯的物理共混改性还是有一定的局限性,采用真空层层自组装法制备了三明治结构的PPS/NGO/GO复合膜。具有多尺度结构的纳米氧化石墨烯片(NGO)在PPS膜的微孔壁上紧密粘附,填充到微孔中形成光滑表面。在经过高温处理后,部分还原的NGO(rNGO)由于π-π共轭相互作用以及rNGO与PPS基体之间少量S-H键而于PPS紧密相连,进而实现不同氧含量的GO片层层自组装在PPS/NGO膜表面。GO过滤层富含氧官能团,极大增加膜表面亲水性,将快速吸收水分子,从而加快水分子渗透到具有疏水性的PPS/rNGO,经过多层过滤和亲水-疏水层,显著提高了复合膜的过滤性能和渗透速率。同时,经过部分还原的GO(rGO),具备更窄的层间距和疏水性,可以根据污染物分子大小,而对GO进行不同程度的还原。