聚偏氟乙烯(PVDF)自问世以来就因其良好的化学稳定性、优异的抗紫外线以及耐酸碱、耐气候老化性且成膜性好,已作为一种主要的微滤、超滤的膜材料在水处理领域得到了广泛的应用。然而传统溶液纺丝法制备的PVDF中空纤维膜机械强度低、韧性差,在实际使用过程中常常会出现膜丝断裂破损的现象,限制了 PVDF中空纤维膜更广泛的应用。另一方面,由于PVDF膜材料自身的疏水性,使得PVDF中空纤维膜在水处理过程中容易因为润湿性较差而表现出较低的水通量,而且污水中所含有的大量的蛋白质、胶体类等疏水性有机物极易吸附在膜表面产生吸附污染,造成膜孔堵塞使膜通量衰减且难以清洗,严重影响膜的稳定性和重复使用率,缩短了膜的使用寿命,导致膜分离运行成本增加。因此如何提高PVDF中空纤维膜的强度及亲水性能成为本课题研究的两个主要问题。(1)首先,针对传统PVDF中空纤维膜力学性能较差的问题,通过引入纤维编织管作为增强体,并采用硅烷偶联剂对编织管进行表面改性处理,利用自主开发的涂覆-浸没凝胶相转化技术制备得到了能够兼顾拉伸强度及爆破强度的编织管增强型中空纤维复合膜。研究结果表明:采用硅烷偶联剂KH-550对涤纶编织管进行表面改性处理后,编织管的表面结构与性能得到了改善,由于编织管表面的粗糙度与比表面积的增加,铸膜液对编织管的浸润性能大大提高,铸膜液与编织管层的机械啮合及物理吸附粘结力加强,固化成膜后能与编织管形成良好的界面层,复合膜的爆破强度从改性前的0.12MPa提高到改性后的0.58MPa,复合膜的界面结合强度得到了极大的提升;同时由于复合膜的界面结合性能的改善,改性后复合膜的拉伸性能也得到了一定程度的提升。(2)其次,为进一步优化制膜工艺,在PVDF/PVP/DMAC的铸膜液体系中,探究了聚合物PVDF、致孔剂PVP的浓度变化对复合膜结构与性能的影响,以及致孔剂PVP在成膜过程中的致孔机理,确定了该制膜工艺下成膜聚合物PVDF以及致孔剂PVP的最佳投入比,并考察对比了 3种不同种类的致孔剂(PVP、PEG、PVA)对复合膜结构与性能的影响差异。研究结果表明:在复合膜孔径适当、分布均匀,且成膜效果良好的前提下,PVDF的较佳浓度范围在13%～19%之间,当PVDF浓度为17%时,复合膜的成膜效果最好,且各项性能参数优异;致孔剂PVP的加入对复合膜的分离性能提升明显,但PVP的添加含量有一个适宜的浓度范围,当PVP浓度为6%时,复合膜的透水性能最佳。不同种类的致孔剂(PVP、PEG、PVA)对复合膜的表面结构与性能影响差异很大,以PVP为致孔剂制备的复合膜的平均孔径小、孔隙率高、孔径分布窄、纯水通量和截留率高,综合性能最优。(3)最后,针对PVDF膜材料亲水性较差的问题,采用超亲水性的纳米TiO2粒子与PVDF共混制备得到PVDF/TiO2亲水改性中空纤维复合膜,对改性复合膜的化学组成及结构、表面微观形貌、分离性能、抗污染性能进行测试表征,并与未改性的纯PVDF复合膜进行对比分析,考察PVDF/TiO2改性复合膜结构与性能的变化,以及TiO2浓度对改性复合膜结构与性能的影响。研究结果表明:TiO2的加入有利于复合膜表面羟基数量的增加,可以有效改善复合膜表面的亲水性,适量TiO2的加入能够促进相分离成孔过程,使膜的成孔更加均匀,表面粗糙度降低。当TiO2浓度为1.5%时,复合膜的孔隙率最高,透水性能和截留性能最好,在污水处理过程中的通量衰减率和污染率最小,且清洗后的通量恢复率也达到最大,表现出了优异的抗污染性能。