中文摘要：

针对当今超滤膜制备过程中存在成膜物质分子取向、排列等不能有效控制的问题，首次提出以磁性、顺磁性和抗磁性的物质为基材，添加溶剂和成孔剂制备超滤膜，用磁场作用于膜的制备过程，通过磁场调控成膜物质的分子取向、排列及成膜过程的传质速率，达到控制膜精细结构的目的。主要研究磁场作用条件与膜液组成、膜液配比、溶剂、添加剂、成膜条件等耦合时对膜材分子聚集态与取向、孔径大小与分布、孔隙率、膜结构及缺陷等影响的机理和规律，并建立相应的理论；及物质的磁性、磁场作用条件与膜的微观结构之间的内在联系等。该项研究提出了用磁场控制超滤膜微观结构的新方法，其成果可丰富膜材的合成、膜的选材及制膜的理论。通过该项目的研究，不仅可以系统研究磁场作用下的成膜规律和机理，还可望在控制膜的精细结构方面获得具有自主知识产权的原创性成果。

结论摘要：

膜渗透通量的高低是决定膜的使用成本的关键因素之一。本课题用聚丙烯腈（聚砜）、二甲亚砜（二甲基乙酰胺）、聚乙二醇（聚乙烯吡咯烷酮）和四氧化三铁（磁性碳纳米管）配制膜液，采用浸没沉淀相转化法制备超滤膜。实验结果表明制膜过程中不使用磁场作用时，当四氧化三铁含量较低时，膜的渗透通量较低；当四氧化三铁含量超过一定值时，膜的渗透通量突然增大；膜的综合性能（渗透通量、截留率和耐污染性能）在四氧化三铁高含量区有一最佳值。制膜过程中使用垂直磁场作用时，磁性物质含量较低时，磁化膜与非磁化膜的性能相近；磁性物质含量高时，磁化膜与非磁化膜的截留率相近，但磁化膜的渗透通量是非磁化膜的1.5倍以上；其原因在于磁化膜断面是更为疏松的网络结构、阻力小，磁化膜的皮层薄，磁化膜表面的"山峰"结构使得膜的总表面面积增大，进而增加膜表面孔的数目；这一结果为开发高通量多孔膜提供了一种新途径。 以CoCl2为添加剂、二甲基乙酰胺为溶剂，制备聚丙烯腈超滤膜，结果表明凝胶过程中的磁场作用能明显提高成膜过程中添加剂的传质速率，使得膜断面的大孔穴数目明显减少；磁场作用对膜的渗透通量和耐污染性能影响小，但能提高膜的截留率。