目前淡水资源短缺的问题在全球范围内日益严重,而膜法反渗透海水淡化技术是解决淡水资源短缺的主要途径之一。但是,膜法反渗透技术对于进水的水质有严格的要求。因此,采用超滤膜对海水进行预处理以保证反渗透膜进行正常运行。本论文为了提高聚偏氟乙烯（PVDF）超滤膜的耐污染等综合性能,首先设计和合成了多孔Mg_xFe_yZr_1-x-yO₂固体超强酸包覆TiO₂纳米管（MSMFZr-TiNs）材料,然后将其填充到PVDF膜中形成具有微反应位（MRLs）的MSMFZr-TiNs/PVDF超滤膜,并研究了膜的结构、材料与聚合物之间的作用机理和对海水净化的效果。本论文的研究具有较好的理论意义和良好的应用前景。本论文通过水热法合成二氧化钛纳米管,然后经过包覆、蚀刻、酸化改性等过程制备出MSMFZr-TiNs粒子,探讨并优化了MSMFZr-TiNs粒子及MSMFZr-TiNs/PVDF超滤膜的制备条件。采用SEM、TEM等方法表征MSMFZr-TiNs粒子及PVDF超滤膜的结构,研究了镁、铁的掺杂,粒子与聚合物之间相互作用对聚合物性能的影响。考察MSMFZr-TiNs/PVDF超滤膜在不同压力下处理海水的效果,测试其渗透通量和出水水质。考察物理清洗、化学清洗和长期运行条件下膜的通量及水质变化。通过处理含油海水考察了MSMFZr-TiNs/PVDF超滤膜的性能,并与酸化Y_xFe_yZr_1-x-yO₂固体超强酸包覆TiO₂纳米管/PVDF膜进行对比。XRD和FT-IR等测试表明镁、铁掺杂到二氧化锆固体超强酸中,稳定了四方晶相并使其酸度达到-16.83。MSMFZr-TiNs粒子填充到PVDF膜内形成的微反应位能够降解或抑制有机和无机污染物在膜表面和孔道内的形成,从而提高了超滤膜的耐污染能力。另外,具有微反应位的MSMFZr-TiNs/PVDF超滤膜对15 mg/L的甲基橙的降解率和50 mg/L的Fe₂O₃的分解率分别达到10.52%和12.48%,验证了微反应位的效果。而MSMFZr-TiNs粒子与聚合物之间的氢键相互作用使膜的拉伸强度、水接触角等性能进一步提高。经过MSMFZr-TiNs/PVDF超滤膜预处理后的海水水质为:浊度:0.05 NTU,COD:18.4 mg/L,固体悬浮物:2.1 mg/L,满足反渗透膜的进水要求。经过长期运行和清洗后发现,MSMFZr-TiNs/PVDF膜具有良好的抗污染能力,能够保持较高的水通量。通过对比,MSMFZr-TiNs/PVDF超滤膜的综合性能优于SYFZr-TiNs/PVDF膜。因此,MSMFZr-TiNs/PVDF超滤膜能够有效的对海水进行预处理以满足反渗透膜的进水要求,从而在海水淡化中具有良好的应用前景。