在水处理过程中,常见的需要处理的物质包括有毒有害物质、悬浮物、油污以及染料等等,传统的水处理方法的主要优点就是处理速度快,然而速度快的同时就意味了效率的低下,并且十分依赖大型机器、成本高,并且极易引发二次污染问题,因此水处理一直得不到很好的解决方法。静电纺丝技术为这个领域提供了一个十分可靠的前景。纳米纤维膜有着极大的比表面积,这一优异性能使其可以成为吸附金属离子的优秀载体,此外纤维膜的吸附功能是可逆可再生的,十分有利于环保功能和节约成本,因此,静电纺丝膜将会是一种很好的水处理和水过滤材料。本论文从三个部分对静电纺丝纤维膜在水处理领域内的应用做研究:第一部分研究内容为高强度聚酰亚胺纳米纤维膜的制备及油水分离性能研究,通过低温聚合反应合成制备聚酰胺酸（PAA）,配制成纺丝液后将其通过静电纺丝技术纺成纤维膜,之后通过程序升温的方法将其氮气氛围下进行亚胺化得到聚酰亚胺膜,分别使用聚多巴胺（PDA）溶液和聚四氟乙烯（PTFE）分散液对纤维膜进行涂覆改性,得到表面超亲油超疏水的油水分离膜;第二部分实验内容为制备绿色超亲水超疏油纳米纤维膜,其中使用的电纺聚合物为聚乙烯醇（PVA）和葡甘露聚糖（KGM）两种可生物降解的聚合物,再使用纤维素纳米晶（NCC）对其进行表面改性,增强亲水性能,将其用在分离油水混合物领域上;第三部分研究内容是在第二部分的基础上,研究纤维膜对于水中重金属离子包括铜离子、铅离子、汞离子以及镉离子的吸附性能。论文具体开展的工作如下:1、通过程序升温的方法对聚酰胺酸（PAA）进行亚胺化处理,得到具有高强度、成本低廉的PI纳米纤维膜。然后我们通过用PDA溶液和PTFE分散体改性制备了高度柔韧的,高超疏水性和超亲油性的PI纳米纤维膜。PDA/PTFE-PI膜具有PI的高拉伸应力和PDA/PTFE涂层的超疏水性和超亲油性。改性膜可以有效地分离各种通量的油-水混合物（高于99%）和高流量(6000±200 L·m^-2·h^-1)。此外,制造的PDA/PTFE-PI膜在极端恶劣环境（超高温,强酸性和强碱性）下相当稳定,并且在10次循环后仍然具有良好的分离效率和通量。并且制备的纤维膜具有可回收性和降解性,对环境不会产生任何影响。2、通过将葡甘露聚糖与聚乙烯醇聚合物的混合水溶液进行电纺,制备得到了KGM/PVA混纺纤维膜,之后将膜放置在真空烘箱中进行加热交联,目的是为了增加KGM/PVA的耐水性和稳定性能。然后为了改善纤维膜表面的润湿性能我们选用了纤维素纳米晶（NCC）分散液,来对纤维膜进行浸渍改性,使NCC颗粒分散在纤维膜的表面上,使得纤维膜表面变成超亲水的结构,以便在油水分离领域有更好的应用前景。通过对纤维膜的表面形貌、傅里叶红外变换、热失重等物理性质的表征,之后再对纤维膜的油水分离性能进行了主要表征,计算了纤维膜的流量以及对水的分离效率,以及在多次循环实验下检验纤维膜是否具有可重复性能。最终结果证明,NCC-KGM/PVA纤维膜在经过纤维素纳米晶改性之后,表面的润湿性能变成超亲水超疏油的性质,可以让水滴渗透过纤维膜,并且将油滴拦截在外。经过油水分离实验之后,测得纤维膜的流量大约为,高于同类材料,而多次循环实验下的分离效率均高于98%,可以作为商用分离材料来使用。3、研究了NCC-KGM/PVA纤维膜对Hg²⁺,Cu²⁺,Pb²⁺,Cd²⁺四种重金属离子的吸附实验,探究了时间和pH值对纤维膜吸附能力的影响。结论如下:静电纺NCC-KGM/PVA纳米纤维膜对这四种离子均有一定的吸附能力,其中,对Cu²⁺离子的吸附能力最大,对其它三种离子的吸附能力相对较小;随着pH值的增大,对Cu²⁺的吸附量也会增加,在pH=5.3时吸附量最大,而对其他离子的吸附量与pH的变化无明显规律,对Pb²⁺的吸附量最大值是在pH为4.5左右,对Hg²⁺的吸附量在pH=3.2左右时最小,对Cd²⁺的吸附量前期随pH增大而增加,在pH=5.2时吸附量最大,继续增大时则不再变化。综上所述,本论文研究了一系列的高性能高通量的用于油水分离的静电纺丝纳米纤维膜,这些膜不仅在油水分离领域内展现了良好的性能,并且还可以拓宽应用的范围,包括对污水中重金属离子的吸附。在此基础上了,可以开发出一系列的具备多功能的膜分离材料,在油水分离、污水处理等领域内将会有很好的应用前景。