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水资源的缺乏、水质的污染、人类的健康以及环境的可持续发展，已引起人们的高度重视。水的处理问题，根据水质的不同，需要不同的处理方式。对于危害环境、毒害人体的有机废水，需要进行彻底的降解，破坏有机物原有的、稳定的分子结构；对于毒性小、部分组分有回收价值、无需破坏原分子结构的水体，净化分离方法更为适用。本课题针对水处理中这两类不同的处理要求，围绕彻底降解废水的介质阻挡放电（DBD）等离子体技术以及净化水溶液所需的微孔膜制备技术进行研究。
选用染料溶液做为工业废水研究对象，采用DBD等离子体技术对其进行降解，考察了DBD等离子体放电特性并对降解机理进行探讨。主要研究了：（1）放电间距、输入电压、溶液pH值、溶液电导率及添加H2O2对染料降解效果的影响，考察了降解过程中放电现象与降解效果的关系，并得出溶液电导率与降解速率的线性方程；（2）通过测定放电过程溶液中活性粒子O3的浓度，探讨了促使染料降解的主要因素；（3）根据反应产物及总有机碳含量检测，及分子动力学模拟计算的有机物分子结构内各化学键键长，并借助键能理论，推导DBD等离子体降解有机物的途径。
通过DBD等离子体降解茜素红及靛蓝二磺酸钠溶液，发现：（1）输入电压越高、液面间距越小，则放电越剧烈，降解速度越快；（2） DBD等离子体降解染料废水可分为三个阶段：①气体激发阶段，②开环氧化阶段，③深度氧化阶段：（3）放电过程中，溶液中的O3是推动氧化反应进行的主要因素，部分臭氧在水中能转化为其他形式的活性粒子，共同作用促使降解；（4）键能和键长分析均能对染料茜素红和靛蓝二磺酸钠的降解历程进行合理判断，并与实验检测结果很好地吻合。
对溶液净化所需的多孔膜进行改性研究，选择聚偏二氟乙烯（PVDF）做为基底膜，通过分子设计，采用氟引发的原子转移自由基聚合（ATRP）技术，将具有不同功能的聚合物侧链引入PVDF表面，赋予多孔膜新的性能。主要研究了：（1）将等离子体预活化与氟引发ATRP相结合，制备具有手性识别功能的PVDF改性膜，用于药物含量高的溶液中部分旋光组分的分离和回收；（2）直接引发PVDF薄膜表面的氟原子，进行ATRP反应，先后将不同性能的单体接枝到PVDF表面，形成嵌段侧链，使PVDF膜同时具有抗蛋白质吸附、环境敏感等多种新的性能；（3）进行均相中的氟引发ATRP反应，得到聚合物刷，并通过相反转成膜，同时膜的孔径可控且环境敏感。
通过PVDF多功能膜的制备，发现：（1）在ATRP反应中，氟原子能够被直接引发，此外，转移至聚合物侧链末端的氟原子能够继续被激活引发，从而赋予PVDF膜多功能性；（2） Ar等离子体对PVDF膜表面的预活化能够在不破坏PVDF主链结构的同时，使部分C-F键松动，从而利于氟引发ATRP的进行；（3）通过相反转成膜，膜的孔径可受聚合物刷侧链链长控制，由于侧链PDMAEMA具有温敏、酸敏性能，同时膜的孔径可随环境温度、酸性的改变发生变化；（4）通过分子动力学模拟，发现温敏嵌段PNIPAAm在不同温度下体现出不同的空间构型，从而影响到其内侧聚合物侧链性能的发挥，并且这种影响程度与温敏段的长度密切相关，因此可通过控制侧链外端温敏段长度来调节其内侧聚合物性能的发挥；（5）各种功能性的单体，包括具有离子交换能力的苯乙烯磺酸钠（NaSS）、温敏性单体异丙基丙烯酰胺（NIPAAm）、温敏及酸敏单体甲基丙烯酸二甲胺基乙酯（DMAEMA）、大分子单体甲基丙烯酸聚乙二醇酯（PEGMA）、荧光性单体甲基丙烯酸萘酯（2NM）以及旋光性单体孕烯醇酮甲基丙烯酸酯（PR-MA），都能够被成功地接枝聚合至PVDF链上，使得PVDF膜能够适应含药物溶液、细菌/蛋白质含量高的溶液、待分离组分颗粒大小不同的溶液等各类型水体的分离要求。