聚合物凝胶独特的三维网筛结构使其在以选择性渗透为基本特征的膜分离领域有着巨大的应用潜力.然而,传统的合成凝胶机械强度低,刚性小、韧性差,在受力后容易碎裂,无法满足膜分离过程的需要.因此,在用于膜材料时,凝胶常常需要复合在支撑膜表面或填充在膜孔内,形成所谓的“凝胶复合膜”,多孔基质起到机械支撑和流体通道的作用,膜的渗透性/选择性和抗污染能力则主要取决于凝胶层的结构.凝胶的刺激响应性、选择性吸附等特性也为凝胶复合膜的多功能化提供了便利.在近来的研究工作中,我们提出一种“凝胶复合分离膜”的设计新思路,这类复合膜材料以聚砜多孔膜为支撑骨架,聚合物凝胶为表面分离层或膜孔覆盖层.研究发现,聚合物凝胶不仅可以覆盖在膜表面,而且可以填充到膜表层孔的内部,形成选择性分离层,膜的表观平均孔径从～10 nm减小至1～3 nm,实现了从超滤膜到纳滤膜的转变,可用于高价离子脱除和有机中分子拆分.进一步通过凝胶复合膜上叔胺基团的季铵化反应,分别得到正离子化(IEP＞10)和两性离子化(IEP4.5-5.6)的凝胶复合纳滤膜,实现了筛分能力的可调,并具有抗菌、抗污等优异性能.在凝胶复合膜的设计与制备中,聚合物凝胶的引入不仅起到缩孔,提高溶质截留率的作用,而且赋予凝胶复合膜pH响应、选择性吸附等特征.通过膜材料结构和性能的分析,科学阐述了这类膜材料的吸附、筛分和静电排斥三重分离机制.在基础研究工作的基础上,我们将吸附型凝胶与聚砜进行原位复合,开发了一种凝胶复合中空纤维膜产品及其制备技术,其溶菌酶截留率＞90％(截留分子量14000 Da),过滤通量＞70 L/m2·h·bar.该种膜材料能够吸附去除饮用水中90％以上的微量铅、铬、铜等重金属离子,但能保留水中的钙、镁离子,从而实现安全和健康饮水,相关技术已申请系列发明专利.该技术已在合作企业实现产业化,应用于高端家用净水器.