自组装作为一类重要的成膜方法，具有成膜物质丰富、方法简便易行和分离层超薄可控化等优势，因此可用于致密分离膜的构建。本文采用动态层层自组装(LbL)及单分子层自组装层(Self-assembly monolayers，SAMs)技术，分别在有机平板和中空纤维基底以及无机管式基底表面成功构筑了亲水/疏水致密分离膜，通过现代分析手段揭示了分离膜的微观结构、形貌与分离性能之间的构效关系，并实现了膜的放大制备。本研究为亲水/疏水致密分离膜的自组装设计提供理论指导，具有重要的科学意义和应用前景。　　首先，采用两性氧化物纳米粒子(ZrO2/Al2O3)杂化于聚阳离子和聚阴离子形成纳米粒子包络体结构，考察了纳米粒子包络体的表面电荷性质与粒径大小。Zeta电位表明纳米粒子包络体悬浮液具有稳定性，粒径分析证实聚电解质包络于ZrO2和Al2O3外表面后，其静电斥力和空间位阻有效减少了纳米粒子的团聚。在平板和中空纤维超滤膜上动态层层组装(LbL)纳米粒子杂化聚电解质多层膜，通过SEM、AFM和EDX对分离层的形貌和结构进行分析证实了不同粒径两性氧化物纳米粒子可以改变多层膜表面形貌和内部结构，改善多层膜粗糙度。将该纳米杂化聚电解质复合膜用于丙酮/水体系的渗透汽化分离，结果表明杂化ZrO2纳米粒子后，多层膜的分离因子和渗透通量同时提高，表现为反“Trade-off”现象。分别考察了不同聚离子派对和不同两性氧化物纳米粒子杂化膜对95 wt％丙酮/水体系的分离效果，阐明了纳米粒子包络体粒径与基底匹配性对渗透汽化性能有重要影响。进一步攻克廉价大缺陷无机基底表面难以形成致密膜的难题，将ZrO2纳米粒子包络体自组装于工业级管式陶瓷基底表面和内部孔结构，用于脱除染料的纳滤分离，对甲基蓝的截留率达到99.1％，通量可达125 kg/(m2·h)。结果表明，双层均杂化纳米粒子的(PSS-ZrO2/PEI-ZrO2)2.5膜对劣质基底有较好的修复作用，因此对于工业级管式陶瓷基底表面形成致密分离层具有重要意义。　　其次，采用单分子层自组装(Self-assembly monolayers，SAMs)，有目标的通过氟硅烷将聚二甲基硅氧烷(PDMS)/聚砜(PSf)复合膜表面进行自组装改性，并利用紫外臭氧技术(UVO)引发官能团从而与氟硅烷反应形成单分子层调控分离层表面的疏水性。采用SEM、AFM、EDX和FTIR等研究了SAMs改性对分离层表面形貌和结构的影响，并对成膜机理进行了分析。考察了UVO处理时间对渗透汽化性能的影响，结果表明当UVO改性60min时其分离因子达到13.1，且SAMs膜表面接触角达到最大值110°。为进一步提高分离层表面疏水性，通过在聚合物PDMS中杂化纳米粒子ZIF-8构造超疏水纳微阶层仿荷叶结构，对膜结构进行仿生设计和调控。采用SEM和AFM对分离层表面形貌进行表征，结果表明杂化ZIF-8纳米粒子形成的纳微阶层结构有利于SAMs改性反应进行，从而形成超疏水分离层(CA=152.4°)，所制备ZIF-8/PDMSCF3膜对丁醇/水体系具有较为优异的分离性能，分离因子和渗透通量分别为84.8和1339 g/(m2·h)。　　最后，采用自动滚涂组装技术在PSf基底表面进行疏水性优先透醇膜的放大制备。首先设计复合膜自动涂覆系统，然后在平板式PSf基底上成功组装了PDMS分离层，利用SEM、XRD深入研究了自动涂覆成膜过程对PDMS/PSf复合膜形成的影响，考察了不同涂覆层数下疏水性优先透醇膜的渗透汽化性能。结果表明，当涂膜层数为30层时(厚度约为4μm)，渗透通量为1493 g/(m2·h)，分离因子达到11.6。采用该渗透汽化膜分别制备不同规格板框式渗透汽化膜组件，并对其渗透汽化性能进行评价。在膜面积为0.36 m2时，其透过液中乙醇含量为46～57 wt％，通量为900～2200 g/(m2·h);进一步放大为2.16 m2的组件时，其透过液中乙醇含量达到60 wt％，通量为1000 g/(m2·h)，且可以稳定运行1000 h以上，显示了较好的分离性能和稳定性，为优先透醇渗透汽化膜的放大及工业应用奠定了基础。