Page 270 - 水资源保护技术与方法

第十章 展望未来超纯水技术

二、膜技术在水资源保护中的创新应用

（一）新型膜材料开发
1. 纳米复合膜

将纳米材料与传统膜材料复合，是提升膜性能的重要途径。例如，将纳米
TiO 2 颗粒掺杂到聚偏氟乙烯（PVDF）膜中制备的纳米复合膜，其抗污染能力相
比传统 PVDF 膜提高了 30%~50%。这得益于纳米 TiO 2 的光催化特性，在光照条

件下，能够分解膜表面吸附的有机物，实现自清洁功能，有效延长膜的使用寿命。
此外，氧化石墨烯—聚酰胺复合纳滤膜在性能上表现卓越，对二价盐离子的截留
率高达 99%，同时还能保持较高的水通量 15~20L/（m²·h），在海水淡化和高
盐废水处理领域具有广阔的应用前景。 a
2. 仿生膜

仿生膜通过借鉴生物膜的结构和功能，具备高效选择性和抗污染性。受贻
贝黏附蛋白启发制备的聚多巴胺改性膜，在膜表面形成强粘附性涂层，能够有效
抵抗蛋白质、多糖等污染物的吸附，显著提升膜的抗污染性能。模拟细胞膜离子

通道设计的纳米孔道膜，可实现对特定离子（如钠离子、钾离子）的精准分离，
这种高度选择性的分离性能，使其在生物制药、海水提铀等领域具有重要的应用
价值。
（二）膜工艺创新
1. 正渗透技术

正渗透技术利用渗透压驱动水分子通过半透膜，具有污染物截留率高、能耗
低的显著优势。该技术的关键在于高效汲取液的开发，近年来，利用纳米纤维素
制备的高浓度汲取液成为研究热点。纳米纤维素汲取液不仅能够显著提高水通量，

还具有环境友好的特点。在海水淡化领域，正渗透与压力阻尼渗透（PRO）结合
的技术模式，有望实现海水淡化与发电的协同，为解决海岛和偏远地区的能源与
水资源问题提供了创新思路。
2. 膜蒸馏技术
膜蒸馏技术基于疏水性微孔膜两侧的蒸汽压力差实现分离。随着新型纳米结

a 强璐，石艳玲，徐俊，廖文俊 . 纳米材料在水处理中的应用研究进展 [J]. 环境科学与技术，2014，37（S2）：
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