随着工业化进程的进一步推进,环境监管要求与污染物排放标准日益严格,油水分离和废水处理的需求也在不断增长。传统的机械分离和热分离设备因为其分离成本高、分离效率低会逐步被新型的分离方式取代。疏水膜材料的亲水改性能够将优先透过油的操作方式改变为优先透水,极大程度的减少膜污染现象的影响,而且能保持疏水材料原有的机械性能。聚多巴胺（PDA）表面涂覆亲水改性技术能够完成对几乎所有材料的表面改性而备受关注,并且因PDA改性过程具有操作过程简单、条件温和以及绿色无污染等特点而在材料表面改性领域受到广泛的研究。然而,目前PDA改性技术仍然存在着三个主要的缺陷（1）单次PDA改性过程亲水性不够好,水接触角维持在50-60°左右;（2）PDA涂层在强酸碱溶液和强极性溶剂中不稳定,对滤液造成二次污染;（3）多巴胺聚合过程中PDA分子的团聚现象严重,造成一定的膜污染。本文分三个章节从PDA改性技术三个主要问题着手,分析讨论问题出现的根本原因,并逐一解决。本文第二章选用左旋多巴胺（DOPA）来替代多巴胺,在酸性氧化剂条件下催化DOPA聚合能将DOPA支链末端氨基氧化成羧基赋予聚左旋多巴胺（PDOPA）涂层更好的亲水性,提高单次PDOPA改性效率。通过条件优化,在pH=2的条件下,反应8h制备了PDOPA改性的聚偏二氟乙烯（PVDF）膜,表现出超亲水性和水下超疏油性,纯水接触角为28.9±1.2°,水下油接触角为168±2.3°;此外,PDOPA-PVDF膜的油水分离能达到99%以上,并且具有良好的抗蛋白吸附性能。本文第三章向PDA涂层中引入多聚甲醛（PFA）构建稳定的三维网状结构涂层,从本质上提高PDA涂层的稳定性。PDA涂层中未聚合的部分和聚合的部分大多数为酚类物质能够和多聚甲醛（PFA）发生酚醛树脂反应,将PDA涂层中非共价键结合的多巴胺及其低聚物通过化学键与主体结构构成空间上的三维网状结构形成一个整体。结果表明PFA固化后的PDA涂层展现出良好的酸稳定性和溶剂稳定性,在6M HCl中稳定存在,在DMSO、NMP中长期2个月浸泡,损失率不足5%。本文第四章向PDA聚合过程中引入Fe³⁺,利用金属离子与多巴胺的络合作用打破原有的非共价键作用,利用Fe³⁺的氧化作用来催化PDA聚合,有效地避免PDA聚合过程中团聚现象的发生,并且Fe³⁺催化多巴胺聚合能有效的提高其聚合速率和PDA的沉积速率。此外,Fe³⁺的加入提高PDA分子的附着能力,使得PDA(Fe³⁺)涂覆速率明显提高,不仅改善PDA涂层的性能,而且大大地提高了PDA涂层的涂覆效率,最大达到62nm h^-1;此外,PDA(Fe³⁺)-PVDF膜的油水分离能达到99.9%以上,并且具有良好的抗蛋白吸附性能。