凹凸棒土(ATP)是一种具有较高比表面积、适度阳离子交换容量(CEC)和出色化学稳定性的一维纳米水合铝镁硅酸盐粘土矿物,已广泛应用于吸附去除废水中的污染物领域。未经处理的ATP属于永久“负电荷体”且本质上是亲水的,导致其对离子型疏水污染物的吸附欠佳,但通过阳离子型表面活性剂对其处理后可明显提高这方面的吸附性能。此外,ATP为粉末状材料,在实际污水处理工艺中分离和回收困难。聚偏氟乙烯(PVDF)具有良好耐腐蚀、耐氧化且易于加工等诸多优良特性,可作为ATP的理想载体,便于回收利用。本文采用水热法对ATP进行改性,制备了两种有机改性ATP,进而以其为吸附剂,PVDF为分离膜基体,通过共混方式制备了兼具有机污染物和重金属离子修复能力的吸附型复合分离膜。通过亲核取代反应设计合成了芳香族双阳离子型表面活性剂(Gemini),采用简单水热过程将化学计量相同的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和Gemini分别固定在ATP表面,制备了C-ATP-2.0和G-ATP-1.0,并分别进行苯酚吸附对比研究。结果表明,纯ATP的吸附量几乎可以忽略不计,经过表面活性剂处理后,C-ATP-2.0和G-ATP-1.0的棒晶束出现大规模解聚,形成了有利于苯酚结合的涂层,对苯酚吸附量分别提高到9.92 mg/g和24.27 mg/g。同时,G-ATP-1.0的改性剂释放量仅为39.3μmol/g,有效解决了传统单阳离子型表面活性剂的二次污染问题。吸附动力学和热力学研究表明,拟二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型可以很好地描述吸附过程。新型芳香族双阳离子型有机改性ATP是兼具高性能和绿色无污染的良好吸附材料,通过简单浸出方法即可脱附再生。通过共混不同比例的有机改性ATP,制备了PVDF/G-ATP-1.0膜和PVDF/C-ATP-2.0膜。结果表明,随着改性ATP含量的增加,PVDF/G-ATP-1.0膜形成多孔结构,亲水性有所改善。当共混比例为10 wt%时,G-ATP-1.0在DMF溶剂中分散良好,赋予了膜最佳苯酚吸附性能。吸附动力学研究表明,对苯酚的理论吸附量为31.23 mg/g,符合拟二级动力学模型。吸附等温曲线与Freundlich等温模型吻合良好。同时,通过响应面法模拟优化了溶液p H值、初始Cr(Ⅵ)离子浓度和温度等因素对PVDF/G-ATP-1.0膜吸附Cr(Ⅵ)离子的影响,最佳工艺条件下膜的最大吸附量可达到22.71 mg/g。