针对陶瓷、电镀、矿产资源开发等行业的废水排放而造成的重金属离子污染水体以及其生物富集性等问题,本论文首先采用两亲性、亲水性物质和无机纳米粒子对聚砜（PSF）基膜的微结构和性能进行调控,然后又利用多胺基物质的接枝-交联反应在基膜表面构建了与重金属离子具有静电排斥和络合作用的分离层,与传统的纳滤膜和超滤膜相比,所制备复合膜可以在实现对Cu2+,Pd2+,Ni2+,Cd2+等有效去除的同时维持较高的渗透通量。具体研究内容和主要结论如下:两亲性物质对PSF基膜微结构和性能的调控。苯乙烯-马来酸酐共聚物（SMA）已被广泛应用在聚合物膜的改性研究中,本论文在课题组前期研究的基础上,通过调节SMA中酸酐基团在碱性环境中的开环程度系统调控了SMA与PSF的相容性,及其在膜形成过程中的偏析行为和致孔能力。研究发现,SMA中酸酐基团的开环增强了其与PSF的相容性、促进了其在PSF基膜形成过程中向膜表面的偏析、提高了其致孔能力。此外,通过选择聚乙二醇（PEG）与聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为第二添加剂进一步优化膜的微观结构,分子量为10000 Da的PEG通过与SMANa之间的强氢键及分子链缠结作用而被固定在膜表面,从而明显降低膜表面的水接触角（WCA）,增强膜表面的润湿性能。此外,所得PSF/SMANa复合膜的纯水渗透通量为415.8 L·m-2·h-1,BSA截留率为98.3%,通量恢复率（FRR）为95.15%,显著优于其他类似PSF复合膜的报道结果。亲水性物质对PSF基膜微结构和性能的调控。沙林树脂（Surlyn）作为乙烯-（甲基）丙烯酸锌盐、钠盐、锂盐等离子键聚合体,含有荷负电的有机官能团和荷正电的盐离子,故与SMANa具有类似的结构。鉴于此,采用与制备PSF/SMANa复合膜相似的工艺制备PSF/Surlyn复合膜,研究了PSF、Surlyn的添加量对复合膜微结构和性能的影响。结果表明,尽管PSF与Surlyn的相容性没有与SMANa好,但是通过添加少量的Surlyn也可以制备结构均匀的PSF/Surlyn复合膜,且亲水性Surlyn在成膜过程中向表面的偏析有效提高了膜表面的亲水性能。与PSF/SMANa复合膜相比,PSF/Surlyn复合膜的纯水渗透通量提升至495.28 L·m-2·h-1,BSA的截留率降至91.42%,通量恢复率（FRR）为91.36%。无机纳米粒子对PSF基膜微结构的调控及分离层的构建。通过在PSF/SMANa体系中引入迈克烯（MXene）和多壁碳纳米管（MWCNTs）进一步优化基膜性能,系统研究了它们的配比对PSF基膜微结构、亲水性能和渗透性能的影响。MXene和MWCNTs在基膜中形成的纳米通道及其偏析到膜表面的亲水基团使PSF基膜的纯水渗透通量显著增加至664.45 L·m-2·h-1,同时对BSA截留高达98.74%。然后,通过聚乙烯亚胺（PEI）、戊二醛（GA）及偏析到膜表面的SMANa之间的接枝-交联和氢键作用在PSF基膜表面构筑了富含胺基基团的稳定分离层。详细研究了PEI和GA添加量对分离层的微观结构、亲水性能和重金属截留能力的影响。在PEI添加量为3 wt.%、GA添加量为0.7 wt.%时,分离层的致密度得以有效提高,且对Cu2+、Ni2+、Cd2+和Pb2+的截留效果分别高达98.90%、97.10%、95.62%和86.35%。