随着社会工业和农业的发展,对淡水资源的需求也大幅提升,淡水资源的污染也愈演愈烈,因此可用的淡水资源的短缺成为了世界各个国家都在面临的巨大难题。通过苦咸水和海水淡化等方法得到可用的淡水资源是一个十分有效的办法。其中反渗透膜技术因其优异的脱盐性能和较低的成本成为了海水淡化等水处理过程中最受欢迎的技术。芳香聚酰胺（PA）反渗透膜又是其中应用最为广泛的一种,因为其具有着高脱盐效率、耐酸碱性等优点。在水处理过程中,常会有活性氯存在于进料水中,而活性氯能够破坏聚酰胺反渗透膜的分离薄层,导致反渗透膜分离性能的下降,因此对聚酰胺反渗透膜进行耐氯性改性是现今反渗透膜研究的热点问题。本文主要是使用氧化石墨烯和氧化石墨相氮化碳（CNO）作为改性材料改善聚酰胺反渗透膜的耐氯性能,通过化学接枝、层层自组装和本体掺杂等方法制备了不同的改性聚酰胺反渗透膜。具体的工作如下:1.氧化石墨烯（GO）的接枝改性:首先通过Hummers法合成了GO,并使用了扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察了GO的二维薄层形态,通过红外图谱（FT-IR）分析,可以看出制备的GO含有许多官能团,通过X射线光电子能谱（XPS）可以看到GO的氧化度达到了47.1%。随后通过EDC/NHS活化催化羧基和氨基的反应,将GO接枝在PA膜表面,并对其进行了分离性能和耐氯性能的实验。通过分离性能的测试可以看出,随着接枝次数的上升,接枝膜通量下降越来越大,接枝5次的改性PA膜的水通量从初始的50.2 L/m²h下降到了37.2 L/m²h。在截留率方面则是逐渐上升,这是因为GO接枝层在PA膜表面阻碍了水分子和盐离子的通过。在1000 ppm的次氯酸钠溶液浸泡处理后,改性PA膜的截留率在耐氯前后的下降程度的比原始PA膜更小,改性PA膜表现出了比原始PA膜更好的耐氯性能。而且接枝次数越多,改性膜的截留下降越小,耐氯性能越好。以氨基作为接枝封端能略微提高改性PA膜的分离性能和耐氯性能,氨基改变了PA膜的表面电荷性,并且也能提供一些活性位点与活性氯发生反应。化学接枝的GO能够紧密地附着在PA膜表面,而且通过改变接枝次数能够得到不同分离性能和耐氯性能的PA膜,应用于不同环境。2.GO和二氧化钛（TiO₂）的层层自组装改性:由于GO和二氧化钛（TiO₂）的表面分别带有不同的电荷,因此可以通过GO和TiO₂的层层自组装来改性PA膜表面。通过SEM和XPS的分析都在膜表面观察到了GO和TiO₂的存在,而且接触角证明涂覆层有效地改善了PA膜的亲水性。涂覆不同层的PA膜有着不同分离性能,在涂覆层数≤6时,改性膜显示出增加的水通量,过多的涂覆层数将会导致阻碍水分子的运输,导致通量下降。在氯化实验中改性PA膜也表现出了更好的耐氯性能,也通过XPS分析了改性膜的耐氯性能。TiO₂拥有着杀菌的能力,因此在3天的细菌污染实验后,改性PA膜水通量的下降量要比原始PA膜更小,表现了良好的抗生物污染能力。同时改性PA膜也表现了良好的抗有机污染能力,这是因为涂覆层改善了PA膜表面的亲水性和粗糙度。3.氧化石墨相氮化碳（CNO）的掺杂改性:以石墨相氮化碳（g-C₃N₄）为原料合成了CNO,通过SEM、TEM和XPS的观察分析,可以证实CNO是一种拥有丰富含氧官能团的二维片层纳米材料。从不同掺杂浓度的分离性能的测试可以看出,掺杂浓度为0.01 g/L的改性PA膜拥有着最佳的分离性能,在耐氯实验中,CNO的掺杂膜表现出了最佳的耐氯性能,经过40h的活性氯处理后,CNO掺杂膜的截留率下降了15%,而原始PA膜的截留率下降27%。在XPS的分析中,氯化处理后CNO掺杂膜和原始PA膜的C-N键数分别减少了1.2%和7.6%,表明了CNO具有能与活性氯反应的能力。