随着科学技术的进步,人们对于特种材料的需求也越来越迫切,但是以石油化工为代表的传统化工材料,面临着污染严重且不可持续发展的问题,因此,高效开发利用绿色环保、可持续发展的生物质材料成为近些年来的研究热点。作为一种储量丰富、绿色可持续发展的生物质材料,纳米纤维素因其存在亲水性官能团而影响了其在膜材料领域的高附加值利用。针对此问题,本论文以纤维为原料,首先采用机械处理方法制备了纤维素纳米纤丝,然后用无机材料构建的微纳米凸起方法与纤维素纳米纤丝混合成膜,并利用化学气相沉积法修饰膜表面低表面能的疏水物质,从而得到了疏水复合膜材料。通过官能团、接触角、力学性能及其微观结构等测试分析表征了制备所得的疏水复合膜材料。主要研究结果如下:（1）利用高压微射流均质机对纤维原料进行了机械处理,制备得到了纤维素纳米纤丝（Cellulose nanofibrils,CNFs）。机械处理次数的增加,有利于提高CNF的纤丝尺寸均一性,但机械处理次数的增加会相应增加能耗。制备所得的CNF的纤丝直径尺寸范围为20～25 nm。随着纳米纤丝化的进行,纤维素纳米纤丝热稳定性都有所下降,能产生最大热降解速率的温度为363℃左右。纤维素的官能团没有发生变化。机械处理15次所得的CNF结晶度为53%。增加机械处理次数有利于提高结晶度,但处理次数过多会引起结晶度降低。（2）通过物理作用力（范德华力、氢键、静电力）制备出“草莓”状复合颗粒PCC-Si O₂呈现微纳米凸起,粒径尺寸较为均一,颗粒直径在820～950 nm之间,将复合颗粒与CNF混合,通过流延法制备出了三种膜材料CNF/PCC、CNF/Si O₂膜和CNF/PCC-Si O₂膜,而且膜表面形成的微纳米凸起尺寸相对均一。四种膜材料静态接触角依据疏水性从小到大顺序依次为:CNF/PCC膜<CNF膜<CNF/Si O₂膜<CNF/PCC-Si O₂膜。（3）利用十六烷基三甲氧基硅烷对膜材料进行疏水改性,制备得到了CNF、CNF/PCC、CNF/Si O₂疏水膜以及CNF/PCC-Si O₂疏水膜材料。四种疏水膜材料均接入上了疏水基团,其中CNF/PCC-Si O₂疏水膜的疏水性最好,而且达到了超疏水,其静态接触角高达157°,并且经过154 s动态水滴变化之后接触角依然高达104°,而CNF疏水膜、CNF/PCC疏水膜、CNF/Si O₂疏水膜在经历154 s之后接触角分别为57°、70°、72°。CNF/PCC-Si O₂疏水膜在力学性能方面同样表现优良。