膜分离技术是一种应用广泛的水处理技术。然而,在应用过程中出现膜污染现象,严重影响了其实际应用。光催化技术作为一种高级氧化技术,具有环境友好、运行成本低和水处理效率高等优点,但却存在着粉末态光催化剂回收困难的问题。为了克服单一水处理技术存在的不足和缺陷,可以将膜分离技术与光催化技术耦合,制备出具有光催化功能的复合分离膜,利用光催化过程产生的活性自由基将水中的有机污染物彻底矿化分解,不但有利于提高膜处理单元的出水水质,并且能够有效地缓解膜污染。为此,本研究应用溶胶-凝胶法和水热合成法,以陶瓷中空纤维膜为载体,制备了光催化和膜分离一体化的TiO₂复合陶瓷中空分离膜;应用阳极氧化法和电沉积技术,制备了g-C₃N₄/TiO₂纳米管阵列膜;应用热沉积技术制备了Au/CNT催化还原膜。同时,对TiO₂复合陶瓷中空分离膜、g-C₃N₄/TiO₂纳米管阵列膜和Au/CNT催化还原膜在耦合工艺条件下的水处理性能进行了研究。本论文围绕以上内容,主要开展了以下几个方面的工作:（1）应用溶胶-凝胶法,通过调整前躯体聚合物和陶瓷粉的比例,制备了一种高通量的陶瓷中空纤维膜（7400 L/（m2·h）（75 kPa））,再将TiO₂溶胶涂覆到中空纤维膜表面,制备了具有光催化性能的复合膜。光催化降解腐殖酸试验中,与单独膜分离相比,紫外光照射60分钟,膜通量提高了近3倍,对腐殖酸的去除率达到84%。（2）应用水热合成法,以陶瓷中空纤维膜为载体,制备了TiO₂纳米纤维光催化复合膜。为了增加单位时间的处理效率,设计了一个TiO₂纳米纤维中空膜组件,并应用于水处理中。以腐殖酸为目标物的光催化实验表明,紫外光照射60分钟,TiO₂纳米纤维膜对腐殖酸的去除率达到90%;与不加紫外光相比,通量提高了3倍以上。（3）应用热沉积技术,将Au纳米颗粒负载到CNT中空纤维膜上,制备了一种具有催化还原性能的复合膜,用于去除环境污染物对硝基苯酚。研究结果表明,Au纳米颗粒和CNT的协同效应提高了对硝基苯酚的去除速率。同时,多次重复实验表明,Au/CNT中空纤维膜膜具有较高的稳定性。（4）应用阳极氧化法,以Ti片为基体,制备了TiO₂纳米管阵列膜,并通过电沉积方法将g-C₃N₄沉积于TiO₂纳米管内,制备了g-C₃N₄/TiO₂纳米管阵列膜。研究结果表明,g-C₃N₄/TiO₂纳米管阵列膜内g-C₃N₄量子点的尺寸约为5-9 nm。这种复合结构不仅表现出对可见光的吸收,也有利于光生载流子在TiO₂阵列结构上的矢量传递。在100 mW?cm-2的可见光照射下,g-C₃N₄/TiO₂纳米管阵列对RhB（3 mg/L）的去除率达到78%。（5）通过调整氨水的添加量来制备一种超疏水PVDF膜,用于脱盐研究。当氨水添加量达到0.3 mL时,PVDF膜的孔隙率为85%,水蒸气通量为68 kg/m2h（70°C）,膜的水接触角为141°。相比于不添加氨水的PVDF中空纤维膜,脱盐率提高了88%。