As membranas híbridas de polisulfona (PSU) com dióxido de titânio (TiO2) foram preparadas por meio da técnica de inversão de fases. O TiO2 e as membranas foram caracterizadas por meio de difração de raios-X (DRX) e espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourrier (FTIR). Por meio do DRX, pôde-se perceber as fases cristalinas anatase e rutilo, prevalecendo a anatase como a fase cristalina majoritária do TiO2. No DRX das membranas de PSU pura e de seus híbridos ficou evidenciado um pico característico entre 15º e 20º referente à estrutura da PSU. Por meio do FTIR do TiO2 foi verificado uma banda em 612 cm-1 que é devido à vibração das ligações Ti-O e Ti-O-Ti da sua fase anatase. Os espectros de FTIR das membranas híbridas apresentaram as mesmas bandas referentes à PSU.