水污染问题越来越受到人们的重视，尤其是重金属离子的污染，对人们的身体健康造成了严重的威胁。基于重金属离子的去除研究，研究者已经提出了多种方法，其中吸附法是一种简单、有效且经济的方法。各种微纳米离子被广泛应用于溶液中重金属离子的吸附分离，并取得了良好的效果。但是该类吸附剂实际应用时，却受到从溶液中后分离的限制。基于此，我们提出吸附剂材料的成膜化方法解决上述问题。本文以孔隙率高和比表面积大的聚合物纳米纤维为基膜，采用多种表面改性方法，制备了一系列功能化的纳米纤维膜，并详细研究了其对溶液中重金属离子的吸附分离效果和机理。1、基于聚吡咯（PPy）对溶液中Cr（VI）离子的良好吸附络合能力，采用简单的化学氧化法，在PAN纳米纤维表面成功包裹了一层聚吡咯材料，制备得到了PAN/PPy核壳纳米纤维膜。该核壳纳米纤维膜对溶液中的Cr（VI）离子具有优异的吸附络合能力。在溶液pH值为2.0时，对于起始浓度为200mg L^-1的Cr（VI）离子，该核壳纳米纤维膜能够吸附去除其中大约70%的Cr（VI）离子。PAN/PPy核壳纳米纤维膜具有良好的循环再生能力，循环再生5次后，仍然能够保持初始吸附量的80%以上。机理研究显示，PAN/PPy核壳纳米纤维膜对Cr（VI）离子的吸附过程主要有离子交换和氧化还原两个过程。首先通过Cr（VI）离子与纤维表面Cl-离子之间的离子交换，使Cr（VI）离子吸附到纤维表面。然后将Cr（VI）离子还原成Cr（III），其中约82.7%的Cr（VI）可以被还原成Cr（III）。2、基于聚苯胺（PANI）对溶液中Cr（VI）离子的吸附能力，通过简单的化学氧化法制备了PAN/PANI核壳纳米纤维膜，并研究了其对溶液中Cr（VI）离子的吸附分离效果及机理。PAN/PANI核壳纳米纤维的表面形貌受反应温度的影响，在低温下更容易形成表面凹凸形貌。在低pH值下，该膜对Cr（VI）离子具有更高的吸附能力，且几乎不受溶液离子强度的影响。该核壳纳米纤维膜对Cr（VI）离子具有较快的吸附速率，当溶液起始浓度在100-200mg L^-1时，在30min内可以达到吸附平衡。PAN/PANI核壳纳米纤维膜对Cr（VI）离子的吸附过程，符合拟二级吸附模型，等温吸附过程符合朗缪尔（Langmuir）等温吸附模型。该膜对Cr（VI）离子有较强的还原能力，约86.2%的Cr（VI）离子可以被还原成Cr（III）。在适当的再生条件下，该膜具有非常优异的循环再生能力。3、通过原子转移自由基聚合（ATRP）的方法，在PAN纳米纤维表面接枝了聚丙烯酸（PAAc）。首先在PAN纳米纤维表面沉积多巴胺，利用多巴胺与2-溴异丁酰溴（2-BIB）之间的反应，将ATRP引发剂固定在纤维表面，然后通过ATRP的方法将丙烯酸聚合到PAN纳米纤维表面。系统研究了其对溶液中Cu2+离子的吸附分离性能。结果表明，羧酸改性的PAN纳米纤维膜对Cu2+离子的吸附主要受溶液pH值、Cu2+起始浓度和接触时间的影响。羧酸改性的PAN纳米纤维膜对Cu2+离子的吸附速率非常快，当初始浓度为108-268mg L^-1时，15min内可以达到吸附平衡。此外，该膜在酸溶液中显示出非常优异的循环再生能力，经5次再生后，其吸附能力几乎不变。4、通过原子转移自由基聚合（ATRP）的方法，在PAN纳米纤维表面接枝了聚甲基丙烯酸缩水甘油酯（PGMA）。首先在PAN纳米纤维表面沉积多巴胺，利用多巴胺与2-溴异丁酰溴（2-BIB）之间的反应，将ATRP引发剂固定在纤维表面，然后通过ATRP的方法将GMA聚合到PAN纳米纤维表面。最后通过PGMA上环氧基团与N-甲基葡胺（含有邻多羟基的单体）间的开环反应，得到表面邻多羟基改性的PAN纳米纤维膜，并研究了其对溶液中硼酸的吸附分离效果。结果表明，对初始浓度为1.1mg L^-1和0.5mg L^-1的硼酸，吸附72h后，其浓度可分别降至0.59mg L^-1和0.29mg L^-1。若采用定时更换膜的方式，4h内可将反渗透产水(硼酸浓度约1mg L^-1)中硼浓度降至WHO要求的标准以下(0.5mg L^-1)。同时该膜还具有优异的循环再生能力。