膜表面抗污染性能强化是获得高性能膜材料主要策略之一,而膜表面微结构和抗污染机制是决定膜抗污染性能的两个关键科学问题,本文以表面偏析、表面接枝、仿生矿化为平台技术,建立了超滤膜表面非均相结构可控构建方法,提出了膜表面多重抗污染机制协同强化理论,以期为面向水处理过程抗污染膜材料的设计制备提供创新学术思想。主要研究内容及主要结论概述如下:膜表面非均相结构构建与“污染驱除”机制强化:(i)基于表面偏析现象和原理构建了含亲水链段和低表面能含氟链段的膜表面非均相结构。膜表面含氟链段的强制表面偏析可构建低表面能屏障以降低蛋白质与膜表面的相互作用,强化“污染驱除”机制;(ii)基于表面接枝方法和原理构建了含亲水基团和低表面能全氟基团的膜表面非均相结构。膜表面全氟基团的引入可构建低表面能屏障以降低油滴、蛋白质及多糖与膜表面的相互作用,强化“污染驱除”机制。膜表面非均相结构构建与多重抗污染机制协同强化:(i)基于表面偏析现象和原理构建了含亲水链段和低表面能含硅链段的膜表面非均相结构。膜表面含硅链段的强制表面偏析可构建低表面能屏障以降低生物污染物与膜表面的相互作用,亲水链段的自由表面偏析可构建水化层屏障以阻碍生物污染物与膜表面的直接接触,实现多重抗污染机制协同强化;(ii)基于表面偏析现象和原理提出了配位作用调控的协同表面偏析改性方法,构建了含亲水链段、无机纳米粒子和低表面能含氟链段的膜表面非均相结构。膜表面含氟链段的强制表面偏析可构建低表面能屏障以降低油滴与膜表面的相互作用,亲水链段和无机纳米粒子的协同表面偏析可强化水化层屏障以抵御油滴与膜表面直接接触,实现多重抗污染机制协同强化;(iii)基于生物矿化现象和原理,通过仿生矿化法构建了含亲水性无机纳米粒子和低表面能含氟基团的膜表面非均相结构。膜表面亲水性无机纳米粒子的原位矿化可构建水化层屏障以抵御油滴与膜表面直接接触,含氟基团的引入可构建低表面能屏障以降低油滴与膜表面的相互作用,实现多重抗污染机制协同强化。