芳香聚酰胺反渗透复合膜被广泛应用于海水/苦咸水淡化、(超)纯水制备和废水处理,但膜的分离性能还有待进一步提升,以降低反渗透过程的运行成本。本研究首先合成了两种具有高密度末端官能团和核-壳状亲水/疏水相分离结构的超支化聚合物,包括端羟基超支化聚醚分子(HBPO-star-PEO-OH)和端酰氯基超支化聚醚酰氯分子(HBPO-star-PEO-COCl),通过界面聚合将其引入至聚酰胺分离层中,以此调节反渗透复合膜的微观结构,进而提升膜的分离性能。首先通过阳离子开环聚合反应合成了超支化聚醚HBPO-star-PEO-OH,然后将其与间苯二胺(MPD)混合溶于水相溶液中,最终经常规界面聚合反应引入至聚酰胺层。通过改变聚合物添加量以及向水相溶液中加入乙腈和溴化锂等添加剂改善溶剂组成以优化制膜工艺。实验结果表明,相比于初始的反渗透膜,基于HBPO-star-PEO-OH改性的反渗透复合膜的分离性能和膜结构均得到了改善。当HBPO-star-PEO-OH添加量为0.01 wt%,水相助剂溴化锂含量为0.05 wt%时,改性膜的分离性能最佳,其水通量为28.0 LMH,脱盐率可达98.9%,并且膜的分离层更薄且均匀致密。但是,相比商品膜,其分离性能还有待进一步提升。于是,为了进一步提高改性膜的分离性能,先将端羟基超支化聚醚分子HBPO-star-PEO-OH通过酰氯化反应合成得到端酰氯基超支化聚醚酰氯分子HBPO-star-PEO-COCl。然后,将其作为第一油相关键功能单体,经过新的二次交联法引入到膜的聚酰胺分离层。通过改变HBPO-star-PEO-COCl的添加量和第一油相混合溶剂的组成优化了二次交联法的制膜工艺。实验结果表明:当HBPO-star-PEO-COCl添加量为0.005 wt%,混合溶剂组成为10 wt%的四氢呋喃/正己烷时,改性膜具有最佳的膜结构和分离性能,水通量达69.8 LMH,约为常规聚酰胺商品膜(33.27 LMH)的两倍,同时盐截留率高达99.22%。通过透射电子显微镜和正电子湮灭等手段分析了膜的微观结构,发现改性后的反渗透复合膜活性层薄(51±2 nm)且致密,膜内含有有较大的自由体积,致使基于HBPO-star-PEO-COCl的改性膜的分离性能得到了显著提升。总而言之,基于超支化聚醚分子改性的反渗透复合膜,其分离性能得到提升可以归因于超支化聚合物独特的分子结构。一方面,超支化聚醚具有核-壳状亲水/疏水相分离结构,分子中的环氧乙烷壳层具有高度的亲水性,而内部HBPO聚醚核则具有高度的疏水性,在水溶液中容易形成三维准球形结构,从而促进水分子沿着核-壳两相疏水壁面迅速穿过聚酰胺层。另一方面,超支化聚醚分子的丰富的末端基团和三维网络状结构,可以提高聚酰胺层的交联密度,从而提高膜的盐截留率。因此,本研究为开发具有良好综合分离性能的新型反渗透复合膜提供了新的思路和方法。