超滤是一种绿色高效的新型分离技术，目前在生物分离领域具有重要应用前景。生物大分子在膜表面吸附或者沉积会导致膜的污染，这也是制约超滤应用的主要瓶颈。降低膜污染的途径主要有研制亲水性膜材料或者提高现有材料的亲水性。本论文以降低聚合物超滤膜在生物分离中污染为目的，选择亲水性的三乙酸纤维素（CTA）作为膜材料，通过浸没沉淀相转化法，制备出分离性能、抗压密性能和抗污染性能良好的改性CTA超滤膜。本文以三乙酸纤维素为原料，采用浸没沉淀相转化法制备CTA超滤膜，并对所制备的膜进行了表征及性能测试。通过研究溶剂体系、聚合物浓度、添加剂浓度等制膜因素对膜过滤性能的影响，阐明了超滤膜成膜机理。实验结果表明以NMP为溶剂，聚合物浓度为10wt%时，成孔剂PEG600添加量为2.5wt%时，CTA超滤膜具有良好过滤性能。分别以无机纳米粒子、纳米纤维素和磺化棉为改性材料，采用浸没沉淀相转化法制备复合超滤膜，讨论聚合物含量、添加剂、凝固浴组成等操作条件对所复合膜性能产生的影响，探究亲水性能、抗污染性能、蛋白质选择性、热力学性能以及力学性能的改善情况。采用TOCNs改性三乙酸纤维素超滤膜，亲水性的TOCNs和CTA具有良好的相容性，在成膜过程中起到了很好的增强和亲水改性的效果。水通量由90.57Lm^-2h^-1最高提至改性后的224.68Lm^-2h^-1，同时蛋白质截留率仍保持在较高的数值。当TOCNs的添加量达到2.5%时，复合膜材料的拉伸强度提高了24%、断裂伸长率提高了170%。选用亲水性的纳米颗粒Al₂O₃改性三乙酸纤维素超滤膜，复合膜的渗透性能、表面亲水性、抗污染性能得到了显著提高。相比于纳米纤维素（TOCNs），力学性能虽然有所增加，但是受限于无机纳米材料和有机基体材料的相容性，提高量并不是很大。选择可以吸附重金属离子的磺化棉作为改性剂。复合膜的离子吸附性、渗透性能、表面亲水性、力学性能有了大幅提高。根据分子量的不同，截留率大小的顺序为：Cu（Ⅱ）>Zn（Ⅱ）>Ni（Ⅱ）>Cd（Ⅱ）。但是由于离子的聚集态体积较小，故改性后超滤膜的抗污染性能不高。