这种方法也是先对无机膜表面进行修饰，使表面带有某种官能团（活性点），然后再引进单体聚合，这样，有机膜和无机膜之间是共价键相连。改性剂一般用硅烷rsix3，x是可水解的基团，如卤素、氨基、烷氧基和酰基，r是不可水解的基团，是无机膜表面进行后续接枝聚合的活性点。
castro在修饰的多孔sio2膜表面进行了1-乙烯基2-吡咯烷酮（vp）接枝聚合，制备了聚乙烯吡咯烷酮（pvp）/sio2复合膜[35]。选择的改性剂是乙烯基三乙氧基硅烷（vtms，ch2=chsi(och2ch3)3），在二甲苯中它与sio2膜表面的-oh发生水解反应，生成了表面带有乙烯基活性点的sio2膜，sio2膜表面修饰的过程如下式：
chaimberg等人对vp溶液浓度、反应温度、时间及接枝率进行了研究，确定了最佳的反应工艺[36, 37]。将sio2膜和pvp/sio2复合膜进行水、乙醇、丙醇、丁醇、甲苯、环己烷的渗透实验，结果是pvp/sio2复合膜中6种溶剂的渗透率大大减小，减小率分别为47.8%、40.4%、45%、52.3%、24.0%、14.0%，很明显，具有极性的脂肪醇和水的减小率大于无极性的甲苯和环己烷，除了sio2膜孔被pvp堵塞这一原因外，主要还是因为在良溶剂水、乙醇、丙醇、丁醇中，接枝pvp链舒展导致pvp接枝膜溶胀，孔径减小，随氯代2-甲基乙烯基硅烷对多孔玻璃表面进行修饰，otake等人所使用的聚合单体是酰胺（am）和丙烯酸（aa），tsuji所使用的单体是n-异丙基丙烯酰胺（nipam），两组实验中，单体之间的共聚是自由基聚合机理。制备复合膜的过程与sakohara相同[28]。以上两种复合膜也进行丙酮/水以及聚乙烯醇/水/丙酮的分离实验。结果显示，随着原料中丙酮含量的增加，am-aa共聚物凝胶层和ipam均聚物凝胶层网络结构都进行一定的收缩。使得丙酮的截留率增加。此结果与sakohara的实验结果相同，即溶液中溶剂的浓度变化引起的聚合物膜的溶胀和收缩直接影响到膜的渗透率和分离因子。yoshida也在vtms修饰的陶瓷膜上接枝醋酸乙烯酯（vac）-乙烯吡咯烷酮(vp)共聚物，此复合膜用于甲醇和甲基叔丁基醚的全蒸发分离实验，原始液中甲醇浓度在1%~5%（v/v）变化时，膜分离因子的范围为26~100[38]。jou也用引发剂接枝聚合方法在管式sio2膜上接枝聚醋酸乙烯酯（pva），此复合膜从水中脱除氯仿和三氯乙烯的脱除率达到69%~106％[39]。