Este estudio presenta un enfoque innovador para modificar membranas de polifenilsulfona (PPSU) para aplicaciones de tratamiento de aguas residuales. Se utilizó ácido tereftálico-co-glicerol-g-fumárico (TGF) como un innovador formador de poros de nanopolímero. Al incorporar TGF en diferentes concentraciones, nuestra investigación investiga sus efectos sobre las propiedades morfológicas y de superficie de las membranas de PPSU. Se utilizaron dos disolventes diferentes para disolver PPSU, optimizando las propiedades de las membranas fabricadas. Las membranas PPSU/TGF resultantes fueron caracterizadas sistemáticamente en cuanto a topografía, cambios morfológicos, hidrofobicidad, composición química y rendimiento frente a proteínas y colorantes sintéticos. Los resultados experimentales revelaron que la adición de TGF resultó en una superficie de membrana más suave. Con una inclusión del 6% de TGF en la solución de fundición, se logró una estructura más porosa, como lo confirmó el análisis SEM, junto con mejoras significativas en la porosidad y un casi duplicado del tamaño de los poros. Aunque la hidrofobicidad de las membranas mostró solo una mejora menor, la evaluación del rendimiento demostró un aumento sustancial en el flujo de agua pura, con una mejora de más de cuatro veces. Además, se encontró que la retención de BSA y dos colorantes sintéticos era directamente proporcional a la concentración del formador de poros de nanopolímero utilizado. Estos hallazgos destacan las posibles ventajas de las membranas TGF/PPSU para aplicaciones de separación de proteínas y separación de colorantes sintéticos, subrayando su viabilidad para el tratamiento de aguas residuales.