纳滤膜分离过程中的抗污染性差和通量低是目前纳滤膜存在的两个主要问题,通过对膜材料的选取和成膜方法的研究来提高膜通量、增强抗污染性成为纳滤膜研究的重点。近年来,将具有特殊性质的无机纳米材料与有机溶剂或高分子聚合物结合起来制备出有机-无机杂化膜材料,可以有效提高膜表面的亲水性和通量,是解决分离膜通量低、易污染的最有效的技术之一。本文采用阴、阳离子聚电解质对TiO2纳米粒子进行改性,通过低温沉淀-胶溶过程制备出荷电性锐钛矿型二氧化钛纳米粒子。利用静电层层自组装技术将制备出的荷电性锐钛矿型二氧化钛纳米粒子与聚电解质掺杂制备了TiO2/聚电解质杂化纳滤膜,并对杂化膜的分离性能及其自清洁性能进行了研究。首先,采用低温沉淀-胶溶过程(LTPPP)在50℃胶溶温度下制备出锐钛矿型二氧化钛纳米粒子,并利用阴离子聚电解质聚苯乙烯磺酸钠(PSS)和阳离子聚电解质聚乙烯亚胺(PEI)对二氧化钛进行改性,分别得到具有荷电性的PSS-TiO2和PEI-TiO2纳米粒子,并通过改变制备条件实现了对两种纳米粒子的荷电量调控。采用XRD和HREM对PSS-TiO2和PEI-TiO2两种纳米粒子的晶型进行了表征,结果表明两种纳米粒子的晶型均为锐钛矿型;采用Zeta电位对TiO2、PEI-TiO2、PSS-TiO2的荷电性进行表征表明,当pH值为5时,PEI-TiO2荷正电量最大为+69.85mV,随着PEI聚电解质浓度由1.0wt%增大到15.0wt%,PEI-TiO2的荷电量由+39.47mV增大到+95.46mV;当pH值为7时,PSS-TiO2荷负电量最大为-89.48mV,随着PSS聚电解质浓度由1.0wt%增大到15.0wt%,PSS-TiO2的荷电量由-56.63减小到-119.32mV;实现了对PEI-TiO2和PSS-TiO2的荷电量调控。考察了TiO2、PEI-TiO2、PSS-TiO2三种纳米粒子对荷正电染料分子的吸附及光降解性能,结果表明光催化性能大小为PSS-TiO2>TiO2>PEI-TiO2。采用紫外-可见漫反射光谱(DRS)和光致发光谱(PL)对三种光催化材料进行了表征,表明三种光催化材料中,PSS-TiO2的带隙能最低,电子复合率最低,进一步解释了PSS-TiO2光催化性能最高的原因。其次,分别选用荷正电的纳米粒子PEI-TiO2与阴离子聚电解质PSS、荷负电的纳米粒子PSS-TiO2与阳离子聚电解质PEI,利用层层自组装技术制备荷正电量高的PEI-TiO2/PSS杂化纳滤膜和荷负电量高的PEI/PSS-TiO2杂化纳滤膜。旨在通过对纳米粒子的荷电改性提高其在溶液中的分散性,稳定性,通过荷电纳米粒子与聚电解质之间的静电排斥作用使纳米粒子更好的负载于膜上。通过对杂化膜进行Zeta电位、SEM、AFM、ATR-FTIR等表征,证明成功制备出TiO2/聚电解质杂化纳滤膜。当紫外光照射80min后,PEI-TiO2/PSS杂化纳滤膜接触角可以达到1.5°,紫外光照射60min后,PEI/PSS-TiO2杂化纳滤膜接触角可以达到3.1°,两种杂化膜表面均达到超亲水。最后,分别考察了荷正电的PEI-TiO2/PSS杂化纳滤膜对重金属离子,荷负电的PEI/PSS-TiO2杂化纳滤膜对染料分子的分离性能。荷正电的PEI-TiO2/PSS杂化纳滤膜对Ni2+和Cd2+的截留率分别达到91.2%和85.8%,通量分别达到147.3和167.9 L?m-2?MPa-1?h-1;荷负电的PEI/PSS-TiO2杂化纳滤膜对二甲基酚橙和铬黑T的截留率分别达到97.8%和96.7%,通量分别达到133.9和140.4L?m-2?MPa-1?h-1。通过对荷负电的PEI/PSS-TiO2杂化纳滤膜的自清洁性能及其作用机理研究表明,在杂化膜的超亲水性能和光催化性能的共同作用下,经过30min的紫外光照射后,受污染的杂化膜对染料的通量能够恢复至初始通量的70.6%~80.5%,增强了膜的稳定性和寿命。