反渗透膜海水淡化技术可以有效地缓解人类生存与可持续发展过程中淡水资源日益短缺的问题。而反渗透膜技术的关键是如何对海水进行有效的预处理使其达到反渗透膜进水水质的要求和降低海水的含盐量,以满足反渗透膜高效、长寿命和低能耗的要求。因此,为了达到上述目的,通过研究和构建小尺度功能材料并用于PVDF超滤膜的改性后将制备的复合膜用于海水淡化的预处理具有重要的理论意义和广阔的应用前景。本论文通过ZrOCl₂·8H₂O、Al（NO₃）₃·9H₂O和Fe（NO₃）₃·9H₂O的水解、共沉淀和硫酸化以及CTAB和TEOS的水解、煅烧和磺酸化,制备了荷电多孔SiO₂包覆Al_xFe_yZr_1-x-yO₂固体超强酸（CS-SAFZr）功能粒子并对其结构和性能进行了测试。然后将其填充到PVDF膜中制备出具有耐污染能力和部分脱盐功能的CS-SAFZr/PVDF复合膜,测试了其结构和性能。用CS-SAFZr/PVDF复合膜在0.15 MPa的低跨膜操作压力下对海水进行预处理,测试了海水的通量和出水水质,考察了CS-SAFZr/PVDF复合膜在长时间工作条件下耐污染和部分脱盐能力的变化情况,计算了CS-SAFZr/PVDF复合膜在低跨膜操作压力下对海水进行部分脱盐为反渗透膜装置节省的能耗。最后通过粒子图像测速法测定了PVDF膜和CS-SAFZr/PVDF复合膜表面流体的速度场,研究了填充CS-SAFZr对PVDF膜表面流体流动状态的影响。研究结果表明,CS-SAFZr的粒径约为80 nm,酸度为-16.197,离子交换容量为0.98 mmol/g,CS-SAFZr的适宜填充量为m（CS-SAFZr）:m（PVDF）=30:100（g:g）,CS-SAFZr/PVDF复合膜的离子交换容量为0.042 mmol/g。经CS-SAFZr/PVDF复合膜处理后的海水出水水质为:固体悬浮物:1.8 mg/L,浊度:0.07 NTU,COD:23.7 mg/L,电导率:35.8 ms/cm,满足了反渗透膜进水水质要求,同时,海水的电导率下降了13.20%,使反渗透膜装置的有效能耗下降了134.78W。在长时间工作条件下,CS-SAFZr/PVDF复合膜表现出了良好的耐污染能力和脱盐稳定性。此外,填充CS-SAFZr可在一定程度上使PVDF膜表面的速度边界层变薄并增大其膜面剪切力,改善膜表面的流体流动状态,促进膜分离过程的进行。以上研究表明,CS-SAFZr/PVDF复合膜具有良好的耐污染能力和部分脱盐功能,可有效降低反渗透膜装置的能耗,在海水预处理领域具有广阔的应用前景。