水资源短缺,水质恶化是人类面临的共同挑战。膜技术作为一种高效,绿色的新型分离技术,被誉为21世纪的水处理技术。而高性能膜材料是决定水处理过程高效,稳定运行的核心。高性能膜材料研制目前面临渗透通量低和膜污染严重两个共性关键科学问题。本文以非溶剂诱导相转化,反应诱导相转化,真空辅助自组装为平台技术,建立了膜内传质通道和膜表面物理化学微环境协同调控方法,提出了膜渗透性能和抗污染性能协同强化理论,以期为面向水处理过程高通量抗污染膜材料的设计制备提供创新学术思想。主要研究内容及结论概述如下:相转化过程调控和膜性能强化:1)基于非溶剂诱导相转化过程的现象和原理,利用表面偏析改性技术,制备了具有交联疏水段的两亲性表面偏析改性剂。在相转化过程中,两亲性表面偏析改性剂的亲水链段在膜表面富集,降低污染物与膜表面的相互作用,提高膜的抗污染性能;同时,交联疏水段可以有效调控膜主体材料的相转化过程,形成疏松结构,降低传质阻力,提高膜的渗透性能,实现膜性能强化。2)基于反应诱导相转化过程的现象和原理,利用聚乙烯醇（PVA）的自交联反应,制备了具有非对称结构的气凝胶膜。该膜具有超亲水的分离层和疏水的高孔隙率支撑层,超亲水的膜表面可以抑制污染物在膜表面的沉积,提高抗污染性能;同时,高孔隙率的支撑层可以有效降低传质阻力,提高渗透性能。渗透通量达到135.5*10³ L m^-2h^-1bar^-1,通量恢复率大于93%,实现膜性能强化。组装过程调控和膜性能强化:1)基于一维材料真空辅助自组装过程的现象和原理,利用碳纳米管与一系列高分子间的多重相互作用,调控碳纳米管杂化膜的表面物理化学微环境。碳纳米管膜具有高的孔隙率,降低传质阻力,提高渗透通量;同时,高分子修饰碳纳米管可有效调控膜表面的物理化学微环境,如润湿性,荷电性,粗糙度等,降低污染物在膜表面沉积,提高抗污染性能。渗透通量达到4592.5 L m^-2h^-1bar^-1,通量恢复率达到100%,实现膜性能强化。2)基于二维材料真空辅助自组装过程的现象和原理,利用插层技术,调控氧化石墨烯片层间距以及氧化石墨烯膜表面物理化学微环境。插层材料的引入可以提高氧化石墨烯片层间距,构建传质通道,提高渗透通量;同时,插层材料的引入可调控膜表面的的物理化学微环境,赋予膜优异的抗污染性能,如光催化抗污染,亲水抗污染。渗透通量达到11800 L m^-2h^-1bar^-1,通量恢复率大于94%,实现膜性能强化。