面临环境中的重金属危机,寻找一种节能有效的方法去除环境中的重金属离子迫在眉睫。正渗透膜分离技术是最近几年新兴的一种依靠渗透压差为驱动力的膜分离技术,是目前世界膜分离领域研究的热点之一。这一技术可以实现如低压甚至无压操作,相对于当下的要依赖于压力驱动的膜分离过程如从过程本质上讲,具有许多独特的优点,对许多污染物几乎完全截留、分离效果好、低膜污染特征;操作过程和设备简单等。在许多领域,特别是在海水淡化、饮用水处理和废水处理中表现出很好的应用前景展现状。本论文结合课题组前期研究和文献调研,通过制备一种可以应用于正渗透过程中的对称的无机膜,来处理水中的Cd2+离子,通过实验证明,该方法可以得到较高的截留率。本论文旨在制备性能优良的正渗透膜具有致密的非多孔性的活性层,以便能够对溶质进行高效截留;首先通过溶胶凝胶法制备一种具有对称结构的无机膜,已达到减小浓差极化,增加水通量的目的。本实验以正硅酸乙酯为原材料,成功制备了这种对称结构的无机膜,实验结果表明,将制备的无机膜在制备膜分别在汲取液浓度为0.5 mol/L,1 mol/L,2 mol/L的条件下,测定了水通量膜的水通量最大可达为65.64 L/(m2h),最小的反向盐通量可低至0.25 g/(m2h),远远优于传统方法,并在对Cd2+截留有很好的效果,本实验制备的TFI对低浓度范围内的Cd2+的截留率可达到97%以上,并讨论了汲取液浓度以及原液浓度对截留效率的影响,结果发现当汲取液浓度为1 mol/L时,水通量与截留率都可以达到相对理想的数值。本文还进一步对无机膜截留重金属离子的机理进行了探讨。结果发现,决定TFI膜的截留效率的主要是电荷排斥机理,也就是说决定TFI膜截留性能的主要由三个关键参数来决定:膜的孔径dp,孔壁φ0表面电势,和双电层的Debye length,当膜的孔径过大,Cd2+离子浓度过高都会影响膜对Cd2+离子的截留效果,可以通过调整膜的孔径,电势,和溶质的离子强度来优化重金属电荷排斥反应和膜的透水性,以保证在膜对重金属有较高截留率的同时,也可以保持较高的水通量。