水是地球上所有生物赖以生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分。尽管地球70%的面积被水覆盖,但可供饮用的淡水资源非常有限,淡水资源的日益匮乏不仅严重影响了人类的生活,而且对生态环境也产生了极为负面的影响。其中,水污染是造成全球水资源紧缺的重要原因之一,水污染是由水中数百种无机和有机污染物引起的,其中一些污染物具有高度持久性、毒性和致癌性。日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能,进一步加剧了水资源短缺的情况,而且还严重威胁到人类的饮水安全和身体健康。因此,如何对被污染的水体进行有效净化成为了人们亟待解决的重要问题。近些年来,膜分离技术成为污水处理中的一项重要方法,凭借其能耗低、分离效率高且不产生二次污染等优点在众多的水处理技术中脱颖而出。针对膜分离过程中分离膜易被污染这一问题,本研究采用环境友好的无机矿物,具有活化水体和调节水体p H、电导率等特点的电气石(Tourmaline)为改性材料,分别通过共混和表面改性的方法,将其引入分离膜中,探究电气石对分离膜结构、性能的影响及对水的作用。首先,将电气石粒子共混到PVC铸膜液中,通过相转化方法制备不同电气石添加量的PVC/Tourmaline杂化膜。结果表明,电气石粒子的加入提高了分离膜的亲水性、孔隙率和孔径,渗透通量增加;同时膜表面的粗糙度降低,表面电负性更强,膜的抗污染性能得到提高。以牛血清蛋白(BSA)为污染模型,测试了分离膜的抗污染性能,杂化膜具有较高的通量恢复率,较低的总污染指数。此外,测试了过滤后的水的p H值和电导率,p H值和电导率均有所提升,表明电气石与水接触后对水有一定的影响作用。共混方法虽然简单,但会包埋一部分电气石粒子,为了更好地让电气石与水接触,采用真空辅助抽滤的方法,将不同含量的电气石粒子固定到PVDF商业膜表面,制得PVDF/PVA/Tourmaline复合膜。以腐殖酸(HA)为污染模型,电气石含量为0.5 wt%的复合膜,对HA的截留率为91.2%,90 min的HA动态污染过滤后,复合膜通量恢复率为87.6%,相比于纯PVDF膜提升了26.2%,抗污染性能有很大的改善。对过滤后水的p H值和电导率进行测试,p H值从5.58升高到7.20,电导率从2.03μs/cm上升至8.45μs/cm,p H值和电导率有了显著提升,电气石对水的作用效果更加明显。