膜分离技术因分离效率高和水资源回用率高在水处理方面展现出了极大优势。然而,分离膜水通量较低、膜污染现象严重,单一的膜分离技术无法全面去除污染物质,是制约膜分离技术发展的瓶颈。因此,研究开发高通量、抗污染的改性膜在水处理领域具有重要的理论意义和应用价值。本文从膜材料设计角度出发,以分离膜改性为研究核心,通过筛分不同制备条件的纳滤膜,测试纳滤膜性能,并通过原位生长二氧化钛中间层与表面改性层的改性方法制备改性纳滤膜。研究结果表明,亲水性和荷电性的提升、粗糙度的增加均有利于提高纳滤膜对水分子的亲和性,增加污染物在分离膜表面吸附堆积的阻力,扩大水分子与膜表面的接触面积,从而引起纳滤膜水通量和恢复率的提高;二氧化钛纳米颗粒亲水荷电的表面性质有利于分离膜结构参数的优化,纳米颗粒与聚合物间的纳米通道能够为纳滤膜提供额外的水通道,进一步降低水分子的跨膜阻力,提升水分子在膜内运输的扩散速率,提高纳滤膜的宏观水通量。针对纳滤膜通量较低且抗污染和耐氯性能较差的问题,采用界面聚合（IP）法在聚砜（PSF）超滤膜表面以哌嗪（PIP）与均苯三甲酰氯（TMC）发生界面聚合反应合成聚酰胺（PA）分离层,再通过原位合成二氧化钛的策略对聚酰胺纳滤膜进行改性,分别通过在聚砜超滤膜与PA层中间引入二氧化钛中间层以及在PA层表面引入二氧化钛表面改性层。研究数据表明,二氧化钛中间层结构的纳滤膜实现了高通量纳滤膜的预期,而二氧化钛表面改性纳滤膜的水通量最高,相较于聚酰胺纳滤膜,通过引入二氧化钛中间层改性的纳滤膜对Na2SO4截留率保持在了97%,同时水通量达75 L/（m~2·h）;采用二氧化钛表面改性层改性纳滤膜消除了聚酰胺层对二氧化钛层的性能屏蔽,水通量高达86 L/（m~2·h）,对Na2SO4去除率维持在了95%。对比了二氧化钛层分别作为中间层和表面改性层的制备的纳滤膜抗污染能力,二氧化钛中间层改性纳滤膜的通量恢复率为88.9%,通量下降率为26.4%;二氧化钛表面改性层改性纳滤的通量恢复率则达到了90.5%,通量下降率仅为19.1%。经过静置耐氯实验测试,两种改性后的纳滤膜均表现出了良好的耐氯性能,但二氧化钛表面改性层改性纳滤膜表现出了更强的耐氯性能,表面改性层的存在有效屏蔽了纳滤膜表面的氯化位点,最大程度的提升了纳滤膜的耐氯性能。两种改性方法均明显提升了纳滤膜的性能,且两种改性膜稳定性良好。研究成果为高性能改性分离膜的制备提供了理论和技术支撑。