正渗透技术因具有能耗低、膜污染小、水回收率高等优点受到越来越多的关注,在水处理、发电、食品和制药等领域具有良好的应用前景。正渗透膜是正渗透技术的核心,目前最有应用前景的正渗透膜类型是薄层复合（TFC）膜,是由致密的分离层和多孔的支撑层组成。作为TFC膜的重要组成部分,分离层决定了膜性能的高低。现有的TFC膜分离层存在着渗透性-选择性权衡、膜污染等问题。基于此,本论文主要通过界面聚合、涂敷和层层自组装等制备方法和共混、接枝、刻蚀、化学交联等改性方法对TFC膜分离层的结构和组成进行精确调控,实现分离层的高性能化和多功能化;详细探讨了分离层的厚度、亲水性、孔隙率和类型对正渗透膜性能的影响。具体研究内容如下:（1）通过“原位交联-相转化”制备了聚丙烯酸亲水改性的聚醚砜（PES）支撑层。亲水组成的添加可以提高PES支撑层的渗透性能、亲水性及孔隙率,但降低了支撑层的力学性能。亲水改性的支撑层影响了界面聚合过程,生成的聚酰胺分离层变得更薄和光滑。对支撑层的优化使膜的结构参数减小,膜的正渗透通量显著增加;支撑层和分离层之间良好的结合力赋予膜优异的选择性。制备的正渗透膜要比商业化的醋酸纤维素（CTA）和TFC膜具有更高的正渗透通量和低的盐反向渗透通量。（2）通过二次界面聚合和原位生成法制备了两性离子和银纳米粒子（Ag NPs）双功能化的正渗透膜;系统研究了两性离子和Ag NPs改性对分离层结构和性能的影响;优化条件下改性TFC膜的水通量和水渗透系数提高,同时保留了膜的截盐能力。双功能化膜表面集合了主动和被动模式的防污机理,极大提高了膜对有机污染物和微生物的抗污效率。Ag NPs溶解释放完后,可以进行再生处理,有助于提高膜的使用寿命。（3）首次提出并发展了基于模板法的高孔隙率分离层构建策略,进一步提高复合正渗透膜的性能。通过溶剂挥发法控制纳米粒子的使用量,节省了制备成本;纳米粒子的可控沉积和带有的活性官能团有利于其被聚酰胺分离层覆盖或包裹,降低了纳米粒子被刻蚀后分离层出现缺陷的风险。经过酸刻蚀后,膜在FO（分离层面向料液）和PRO（分离层面向汲取液）模式下的通量相较于原膜分别提高了115%和130%,同时保持了膜的截留能力。本工作的膜比商业化的CTA和TFC膜具有更高的正渗透通量和低的盐反向渗透通量。（4）通过界面聚合法、涂敷法和层层自组装法分别制备了三种表面带有不同电荷的纳滤型分离层,同时对分离层进行功能化进一步提高分离层的性能。界面聚合法中使用聚乙烯亚胺修饰初生聚酰胺分离层。荷正电的膜表面赋予膜优异的重金属离子(Cu2+、Ni2+、Pb2+)截留性能（>96%）,同时加入多巴胺修饰的2-甲基咪唑锌盐（ZIF-8）纳米粒子提高膜的渗透性和选择性。涂敷法中直接使用聚乙烯醇（PVA）凝胶作为分离层,亲水、光滑和不带有荷电基团的表面赋予膜优异的抗有机污染物性能（通量恢复率达到96%以上）,同时加入多巴胺修饰的ZIF-8纳米粒子提高膜的渗透性和选择性。通过层层自组装法在聚电解分离层的表面引入两性离子聚合物,改性膜对带有不同电荷的有机污染物都具有良好的抗污性能（通量恢复率达到95%以上）;改性膜的选择性也得到提高。