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聚酰亚胺(Polyimide，PI)具有优异的热稳定性和化学稳定性，是膜分离领域的一种常见材料。原子层沉积(Atomic Layer Deposition，ALD)是一种高效的薄膜生长方法，可以在基底表面形成均匀保形、以亚纳米级精度生长的薄层。本论文利用ALD技术沉积PI薄膜，并利用PI对聚醚砜(Polyethersulfone，PES)和聚丙烯（Polypropylene，PP）分离膜进行改性。通过控制沉积次数不仅有效的调节了PES膜和PP膜的渗透性能，同时热稳定性、机械稳定性等得到提高。且将沉积PI后的PES膜与乙二胺化学交联，进一步改善PES膜的性能。 首先，利用ALD沉积PI调节PES微滤膜的分离性能，同时提高PES膜的机械稳定性和热稳定性。ALD在PES膜的表面（包括孔壁内）沉积一层均匀保形的PI层。随ALD沉积次数的增加，PES膜的表面孔径逐渐减小，导致膜选择性提高。相反，膜的纯水通量逐渐下降，但其减小程度低于截留率的增加程度。沉积3000次后，PES膜对23nm单分散二氧化硅(SiO2)纳米颗粒的截留率从0显著增加至60％，而纯水通量相对下降了54％。另外，由于PI层在PES膜的骨架上紧密的生长，沉积后的PES膜机械强度和耐热性能得到明显提升。 随后，利用ALD沉积和化学交联PI的方法在PES微滤膜的骨架上形成一层亲水的、高强度的包覆层。首先通过ALD在PES膜的孔壁内沉积PI，再将沉积PI后的PES膜浸泡在过量的乙二胺甲醇溶液中进行化学交联。交联后的PES膜的多方面性能相较于原PES膜都有明显提高。交联后PES膜上形成极性的酰胺基团，使PES膜的亲水性增强。同时在无孔的基底上沉积并交联制备光滑的PI薄膜作为对照实验，结果表明交联导致PI薄膜的厚度增加。因此，通过改变交联时间可以有效控制和调节PES膜的表面孔径。交联后，在孔径减小和亲水性增强的共同作用下，PES膜的渗透性能虽略有下降，但其选择性显著提高。此外，交联也有效的提高了PES膜的热稳定性、机械稳定性和耐腐蚀性。 最后，降低了沉积温度，扩大了ALD沉积PI改性聚合物分离膜的适用范围。通过优化沉积参数，在不经任何预处理的PP膜上沉积PI薄膜。因PP膜的表面惰性，缺少活性基团，PI在PP膜上的沉积属于岛型生长模式，沉积后，PI在PP膜上形成球形纳米颗粒，而且沉积层的厚度随着沉积次数的增加而增加。沉积PI后，PP膜的亲水性得到一定的提高，因而膜的纯水通量相较于原PP膜最高提高了30％。但是由于PP膜的疏水性质，对纳米粒子有较强的吸附能力，使得沉积前后的膜对不同粒径的单分散SiO2颗粒的截留率都在90％以上。此外，沉积PI后的PP膜热稳定性得到增强，有助于提高PP膜作为锂离子电池隔膜在应用时的安全性。 本论文研究了在不同基膜上经ALD沉积制备PI的过程，并将其发展为对PES和PP膜进行改性和功能化的方法。经ALD沉积PI后，膜的选择性和渗透性得到调节，耐热性能和机械性能得到提高。对沉积的PI层进行后续的化学交联，可进一步改善膜的性能，且一定程度上提高亲水性和抗腐蚀性。这种方法有望在其他膜材料中得到应用。