聚合物高分子薄膜材料由于其具有良好的综合性能可应用于化工、食品、医药、环境等多种领域而受到广泛关注,但材料自身局限和使用环境的需求多样等问题使其发展受到了限制,例如:材料的疏水特性虽然有利于非水溶性流体的分离,但是水溶性流体的分离和净化便受到了巨大的阻碍。材料的低表面能使渗透阻力增大,减小了一部分通量,疏水特性也会导致有机物易粘附于薄膜表面,造成表面污染,致使通量持续下降,进而表现为分离膜的性能下降、使用寿命简短,致使运营效率的降低和成本的增加。为了优化聚合物膜的性能,首先要提高膜的亲水性能,减小膜表面的渗透阻力,同时与改性材料或修饰剂协同作用减少天然污染物的附着以及微生物的污染,从而改善当前状况。本论文基于仿贻贝生物质材料对聚合物分离膜材料的功能化修饰,以聚偏氟乙烯(PVDF)和聚砜(PSF)为基体,通过亲水性分子接枝、氧化石墨烯填料的掺杂和仿贻贝生物质的共沉积三种修饰方法,探究从膜材料内部到表面改性对分离膜性能的影响。主要研究结果如下:(1)以聚偏氟乙烯-氧化石墨烯有机-无机杂化膜材料表面存在的氧化石墨烯为活性位点,接枝亲水性氨基聚乙二醇(PEG-NH2),M1-g-PEG的亲水性进一步增强,WCA降低至59.9°,水通量回复(FRR)增加至90.2%,而总污染率(Rt)降低至20.7%。抗污染性能得到了提升,可使膜延长使用寿命。(2)通过多巴胺和赖氨酸对氧化石墨烯进行表面修饰,促使其均匀分散于PVDF溶液中,以构建的纳米水通道。具有高疏水性的PVDF膜在添加改性GO-PDA-LYS纳米片后,水接触角由118.4°降低至76.3°。在1 bar压力下的纯水通量从99.7变为713.6 L m-2 h-1,水通量提高一个数量级。牛血清白蛋白截留率可达95.2%,打破水通量-溶质截留率之间存在的tradeoff关系,同时,PVDF/(GO-PDA-LYS-0.5%)膜对大肠杆菌具有良好的抗粘附性和优异的抗菌性能。(3)基于仿贻贝生物质的表面修饰方法,利用多巴胺/邻苯二酚的自聚合和粘附性的特点,多巴胺与磺酸、邻苯二酚与L-赖氨酸两种共沉积方式对膜表面进行改性。形成的沉积层提高膜的亲水性能和截留性能,牛血清蛋白和溶菌酶两种蛋白质的截留率高达100%,形成的沉积层带有的大量官能团,大量的正负电荷起到静电力排斥作用和杀菌作用,膜材料对蛋白质和微生物的抗污染能力得到巨大提升。