清洁水资源的日益短缺已经成为全球关注的主要问题之一。随着经济的快速发展,人类的生产和生活导致排放的含油废水越来越多。其中乳化油,尤其水中含有表面活性剂时,形成更加稳定的油水乳化液处理难度大,是目前油水分离领域的难点问题。膜分离技术具有能耗低、占地面积小、易于连续运行等优点,因此在污水处理应用中受到了人们的高度重视。但用于油水分离时,含油污水中的油滴或颗粒被拦截的同时,容易吸附到膜表面或堵塞膜孔道,导致其通量迅速下降,严重降低其分离效率。因此,降低水中油滴与膜表面的亲合力是膜污染控制的重要途径之一。超亲水/水下超疏油膜材料在油/水乳液分离领域已取得一定的突破,但目前大多数特殊润湿性膜材料制备仍然存在需要特殊仪器或苛刻条件,制备的特殊润湿性膜不能适用于复杂环境下的油/水分离,或者制备的特殊润湿性膜材料功能单一,不适用于制药过程中产生含有大量药物分子的油/水乳液,这些不足限制了其大规模应用。因此,通过简单方法制备特殊润湿性膜用于油水分离甚至特定环境中的油水分离具有重要理论意义和应用价值。本论文的主要研究内容如下:1、基于无机纳米材料改性PVDF膜的制备及油/水乳液分离性能研究本研究通过聚多巴胺（pDA）表面修饰提供活性位点,通过简单、条件温和且环保的层层自组装、溶胶-凝胶、水热法构建微纳米结构,赋予膜表面超亲水/水下超疏油性能,实现油/水乳液的有效分离。（1）通过pDA改性膜表面为CaCO₃生长提供活性位点,利用层层自组装法制备高亲水/水下超疏油复合膜（PVDF@pDA@CaCO₃）。矿化过程中,通过调节前驱体浓度对CaCO₃的结构进行调控,展现出较高的灵活性。重力作用下可有效分离多种油/水乳液,分离效率高达99%以上。然而,CaCO₃颗粒尺寸较大,分布不均匀,长期循环可能会影响膜的分离效率。（2）通过溶胶-凝胶法表面修饰SiO₂纳米粒子,构建超亲水/水下超疏油复合膜（PVDF@pDA@SiO₂）。通过改变正硅酸乙酯（TEOS）的浓度实现复合膜表面形貌的调控。多孔诱导的毛细力作用下,分离不含表面活性剂和含表面活性剂的二氯乙烷/水乳液的渗透通量分别可达到1233 L m^-2 h^-1 bar^-1和572 L m^-2 h^-1bar^-1,以及相应滤液中总有机碳（TOC）含量分别低于8.2 ppm和19 ppm。再生实验证明10次循环后,复合膜的分离效率仍能达到最初分离效率的98%。由于SiO₂尺寸较小,能均匀分布膜表面和膜孔道,提高了膜的抗污性和分离效率。（3）通过水热法生长镍钴双氢氧化物（NiCo-LDH）阵列,得到了类似草状结构的复合膜。研究了水热时间对PVDF@pDA@NiCo-LDH复合膜的表面形貌及浸润性的影响。制备的PVDF@pDA@NiCo-LDH复合膜具有超亲水/水下超油、水下低油粘附性。通过毛细力作用分离多种无乳化剂乳液和含乳化剂的乳液,滤液中TOC分别低于27 ppm和40 ppm。再生实验表明,10次循环后,PVDF@pDA@NiCo-LDH复合膜的分离效率仍达99.5%以上。类似草状结构NiCo-LDH均匀、密集的分布于膜表面,分离过程中增加水合成的厚度,减小油滴与膜表面的接触,进一步提高膜的抗污性及分离效率,同时NiCo-LDH呈针状结构,负载后不会明显降低其分离通量。PVDF膜表面生长NiCo-LDH阵列增强了膜的抗污性和循环性能。2、抗酸碱盐PVDF表面接枝亲水改性复合膜的制备及油/水乳液分离性能研究复杂环境（高酸、碱、盐环境）或工业油的乳化废水处理过程中,膜分离仍面临更多挑战。本研究通过原子转移自由基聚合（ATRP）、交联聚合法可控构建抗酸、碱、盐膜表面,提高膜的稳定性,为实现复杂环境中的油/水乳液分离提供可能性。（1）以聚偏氟乙烯/氧化石墨烯（PVDF/GO）共混膜为基膜,3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）表面修饰引入活性位点,通过可控ATRP法在PVDF/GO共混膜表面接枝丙烯酰胺聚合物制备抗酸、碱、盐复合膜。由于其表面形成不规则的棒状结构和孔隙诱导的毛细作用,制备的复合膜具有超亲水/水下超油性,且在酸性、碱性和高盐环境中均表现出优异的稳定性。此外,该复合膜分离各种油/水乳液表现出较高通量(1000±44 L m^-2 h^-1 bar^-1)和良好的分离效率（98%）。（2）为了进一步研究复杂环境中乳液分离应用,以PVDF/GO共混膜为基膜,通过γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570）表面修饰引入双键基团,利用丙烯酸与二甲基丙烯酸乙二醇酯（EGEMA）引发聚合制备稳定的交联PVDF/GO复合膜。重力驱动下,交联PVDF/GO复合膜可有效分离各种稳定的油/水乳液,其分离效率均高于99%。此外,由于交联过程中形成多个共价键桥交联网络,该复合膜在酸、碱、盐等复杂环境中,均表现出水下超疏油性能,并能有效分离复杂环境中的油/水乳液。再生实验表明该复合膜具有显著的循环再生性能。3、水下超疏油PVDF印迹复合膜的制备及协同油/水乳液和选择性抗生素分离性能研究制药过程中有机萃取剂的添加易产生含有大量药物分子的油/水乳液,难以实现同步乳液分离和药物分子的选择性分离,本研究将浸润性与分子印迹膜相结合,通过毛细力作用及印迹效应,可协同油/水乳液及选择性四环素（TC）分离,为拓展油水分离应用提供了新思路。（1）利用延迟相转化法将UiO-66-NH₂一步粘附到PVDF膜表面制备PVDF/UiO-66-NH₂杂化膜（PU膜）。通过pDA表面修饰提供活性位点,以TC为目标物,APTES为功能单体,TEOS为交联剂,通过溶胶-凝胶法制得PVDF/UiO-66-NH₂印迹复合膜（PUIM）。通过改变印迹反应时间可调控印迹层厚度。超亲水/水下超疏油PUIM用于协同油/水乳液及选择性TC分离。乳液分离过程中,PUIM具有高通量(2230 L m^-2 h^-1 bar^-1)及显著的分离效率（99%）,且TC分离效率可达到89.1%。此外,PUIM在循环实验过程中表现出良好的抗污性和稳定的分离性能。（2）为了进一步提高印迹膜的抗污性,通过在PVDF相转化过程中添加两性硫代甜菜碱（SBT）进行偏析,疏水链段锚定在膜的主体中,而亲水链段暴露于膜表面或孔道,实现PVDF膜的表面和内部孔道同时改性。制备的杂化（SBT/PVDF）膜具有显著的抗污性,通过APTES水解聚合引入-NH₂,为目标物TC提供吸附位点。印迹过程中多巴胺（DA）为功能单体兼交联剂,制备印迹复合膜（SPICM）,通过改变印迹反应温度对SPICM膜的形貌和性能进行调控。在重力驱动下SPICM膜通过毛细力作用及印迹效应,可协同油/水乳液及选择性TC分离。乳液分离过程中,SPICM具有高通量(626 L m^-2 h^-1)及显著的分离效率（99%）,且TC分离效率可达到88.3%。