文 献 综 述
水是人类的生命之源，然而，工业的不断发展，人口的不断增长，充足的、高质量的水源已供不应求。纯净的饮用水将成为世界上发展中国家的一个主要问题 [1-3]。除此之外，工业污水废弃物如重金属、合成染料、芳香类污染物等对污水净化设备的要求越来越高 [4]。关于克服饮用水短缺问题，水处理费用降低及效率的提升是一个重要的挑战。因此，建立一个干净的、具有持续性的水供应链来解决水资源短缺问题是及其必要的。
膜技术由于其分离效率高、能耗低、操作简单等优点在水处理方面起着重要的作用 [5]。膜技术，同生物化学工程中其他的单元操作相比，其独特的分离原理是：膜的传输选择性。与其他热分离过程不同的是，膜分离能够在一个较低的温度下进行，且不需要添加剂，确保了膜分离过程中较低的能源损耗 [6]。然而，随着分离膜应用领域越来越广，对膜的抗污染性、机械性能、耐溶剂性的要求越来越高。膜材料的选择及膜的改性，对提高分离膜的性能和拓宽膜的应用领域起着至关重要的作用。
超滤是近30年来崛起的膜分离技术，广泛应用于大分子组成与低分子质量物质的分离，包括水处理、食品工业、医药、化工等领域 [7]。但是，目前所使用的超滤膜大多为聚合物膜，因其本身材料的疏水性，抗污染能力弱，膜污染问题是限制其在饮用水生产中广泛应用的重要问题。在过滤天然水的过程中，由于污染物在膜表面或膜基体内的积累，超滤膜的渗透通量逐渐降低，这个过程即是膜污染。膜污染可分为生物污染与有机污染 [8]。超滤膜在使用过程中，膜极易受到料液中细菌和有机污染物的侵害而造成污染，导致膜的渗透性能降低，严重影响膜的使用效率和寿命。
[1]针对膜污染的问题，为了解决超滤膜疏水性问题，提高超滤膜性能，在最近几年，国内外研究学者对其改性过程及改性方法进行了深入的探究，改性技术主要分为表面改性和共混改性 [9]。
[2]表面改性技术分为两种：表面涂覆和表面接枝。即通过涂覆、接枝等手段，在膜表面引入抗菌剂来提高膜的抗菌性能。目前在膜表面引入抗菌剂主要有金属离子、壳聚糖、季铵盐等。在使用过程中，膜表面的抗菌剂能减少细菌的吸附或杀灭膜表面黏附的细菌，从而阻止生物膜的形成 [10]。但由于涂覆层在膜孔上的积累，可能使膜的纯水通量下降。而接枝过程同涂覆相比，操作复杂，接枝条件苛刻，接枝率难以控制，接枝后需对产物进行后处理。
[3]共混改性是工业生产中应用最为广泛的方法，通常是将含有特定官能团的物质与铸膜液共混，膜的制备和改性可在一步完成，方法简单，由于 PES和相容性添加剂的协同作用，膜的表面和膜孔均有被改性的机会 [11]。同表面涂覆和表面接枝技术相比，共混改性相转化过程和亲水改性过程可在同一步完成，免去对膜的预处理和后处理，操作方便。至今为止，主要使用三种类型的添加剂与 PES 共混制备亲水和抗污染能力的超滤膜，三种类型添加剂分别是：亲水性聚合物或成孔剂，双亲共聚物，无机粒子 [12]。亲水型聚合物包括 PVP，PEG，PMMA等，无机纳米颗粒由于其独特的光学性能，热学性能，电学性能和良好的机械稳定性，被广泛应用于膜中来提高膜的性能。目前文献报道的无机纳米粒子有TiO2 [12]，Al2O3 [13]，Ag[13]，ZnO [14]等，其中Ag纳米粒子具有抗菌性能，被广泛应用膜基体抗生物污染。但是简单的掺杂共混，对于小颗粒的纳米粒子容易流失，从而难以保证长期的改性效果。
[4]聚多巴胺是自然界中黑色素的一种，在光学、电学、磁学以及生物领域都展现了突出的性能。聚多巴胺的另一个特点在于其化学结构——具有邻苯二酚、胺基、亚胺基等官能团，这些官能团能作为共价改性的引发点，使被改性物质表面接上特定的分子。由于聚多巴胺具有以上优点，其应用领域不仅在材料的表面涂覆改性上，而且在化学、生物、医药、材料科学等应用工程与技术领域都有着快速的发展，同时聚合多巴胺对金属粒子强的螯合作用，将小粒径的Ag纳米粒子负载在聚合多巴胺球体表面，可以减少Ag粒子的流失，提高Ag纳米粒子在材料基体中的稳定性 [15]。
[5]本课题基于相关文献，利用聚多巴胺粒子的亲水性和对Ag纳米粒子的粘附性，对PES膜进行亲水改性，同时控制Ag纳米粒子的流失问题，增强PES的抗有机污染能力和抗生物污染能力。提出了聚多巴胺/Ag复合纳米粒子共混改性聚醚砜超滤膜，并对纳米粒子杂化膜结构和性能进行表征，采用FESEM表征纳米粒子和杂化膜形貌，利用接触角仪对膜表面亲水性进行表征分析，XPS、FTIR对膜材料组成进行分析。研究膜的过滤性能（纯水通量和蛋白截留率）和抗污染性能，研究不同复合材料的投加量对膜性能的影响，优化最佳投加量，详细研究膜的抗生物污染和有机污染性能。
[6]参考文献：
