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聚合物超滤膜渗透性能较差,且易与水中有机污染物及微生物代谢产物等组分产生较强的亲和作用引发膜污染,导致其在水处理领域大规模的工程应用受到了限制。本文将具有中空结构的无机材料引入到聚合物基体中,构建出新型有机-无机复合超滤膜,并对其结构和性能进行了系统的研究。具体为将两种中空多孔结构的氧化物小球,氧化硅球(HMSS)和氧化锆球(HZO)添加到聚醚砜(PES)中,利用非溶剂致相转化路线制备粒子均一分散的HMSS/PES和HZO/PES复合超滤膜。采用X射线光电子能谱分析仪和接触角仪对膜表面性质进行分析；通过扫描电子显微镜对膜的断面结构进行观察；利用错流过滤装置对膜的超滤性能和抗污染能力进行评估。主要研究内容如下：1)采用Stober法制备了均一分散的HMSS,其粒径约为650nm,壁厚约为80nm。将不同浓度的HMSS与PES共混,制备了一系列HMSS/PES复合超滤膜,并系统考察了HMSS添加量对膜结构和性能的影响。发现HMSS的添加会影响分相速度,导致膜的大孔结构先被促进后被抑制。接触角测试发现添加1.5%的HMSS时,膜的接触角达到最低63.80,较纯PES膜相比下降了13°,表明膜的亲水性得到显著提高。过滤实验表明适量的HMSS能显著提高膜的纯水通量,与纯PES膜相比,复合膜的纯水通量提高了4倍,而截留率仅略微下降。引入亲水性的HMSS还有利于提高膜的抗污染性能,经牛血清白蛋白(BSA)溶液两次污染后,纯PES膜的通量恢复率仅为54.6%,而复合膜的通量恢复率为76.7%。此外,还研究了HMSS的中空结构对膜性能的影响,结果表明与实心介孔结构的Si02球(MSS)相比,HMSS更有利于改善PES膜的超滤性能。2)利用硬模板法制备了粒径为430 nm、壁厚为50 nm的HZO粒子。将其与PES共混,制得一系列含不同浓度HZO的PES复合超滤膜。结合接触角、纯水通量和截留率等一系列表征,发现复合膜的接触角比纯PES膜小了20°,纯水通量是纯PES膜的3.7倍,膜的亲水性得到显著提高。经BSA两次污染后,复合膜的通量恢复率比纯PES膜提高了20.7%,表明HZO的添加显著改善了PES膜的抗污染性能。此外,将优化后的HZO/PES复合膜用于水体中低浓度铅的吸附。静态吸附实验表明pH和共存阳离子是影响吸附性能的重要影响因素。吸附动力学和吸附等温线的测定及拟合结果表明,铅在膜上的吸附过程属于单分子层化学吸附。动态吸附实验表明,每平方米的复合膜约能处理224 L铅浓度为0.1 mg/L的水,使其浓度低于生活饮用水卫生标准规定的限值。