随着科学技术和工业的日益发展,人类拥有美好生活的同时,也面临着严峻的环境问题。水污染问题是当今世界各国面临的共同难题,日益枯竭的水资源已经严重影响到了人类的生存和发展,同时也阻碍了世界经济的进一步发展。最近几十年来,随着人类生活污水和工业废水的无节制排放以及频繁的石油泄漏事件,导致水体污染越来越严重。污水中含有大量油类物质,油类和水混合后,由于界面作用导致油类物质分散在水体中形成乳液,增加了分离操作的难度和成本。近些年来,科研人员发现了自然界中存在的特殊润湿性,如荷叶、鸟类羽毛、鱼鳞等具有超疏水性,并受此启发制备了多种具有特殊润湿性的油水膜分离材料,利用材料在水相和油相不同的润湿性特点,可以快速有效地将乳液中的水和油分离开来。这种新兴的膜分离技术比传统的工业处理方法具有分离效率高、成本低、操作简便、能源消耗少等特点,符合当今绿色环保的发展趋势。不仅如此,通过化学修饰改性后,赋予膜材料更多的功能,可以同时分离多种污染物,增强了在复杂环境中的应用。工业废水中除了含有油类物质外,还有许多有机物,其中许多具有潜在的致癌作用,且难以自然降解,对人体和生态环境造成严重威胁。传统的分离材料分离效率低、功能单一、水通量小,无法适应复杂的废水处理。新兴的多孔材料如共价有机框架材料和金属有机框架材料具有均匀的孔道,可调节的孔径尺寸以及稳定性好等特点,受到研究人员的青睐,并基于此开发了大量多孔分离膜材料,实现高效选择性分离的同时,也提高了分离膜的通量。本文制备了无机化合物复合膜用于乳液的高效分离,而且对处理复杂污染物做出了针对性改进,实现了乳液分离和有机物降解的协同作用;基于共价有机框架材料和金属有机框架材料成功制备了选择性分离膜用于染料分子的高效分离,通过构建分层孔隙度,增强了水通过速率;利用金属配位不饱和点,引入带相反电荷基团,实现了同时对带有不同电荷的染料分子的高效分离。主要的研究内容如下:（1）通过溶剂热法和真空沉积法制备四氧化三钴/二氧化钛/氧化石墨烯（Co3O4/TiO2/GO）负载的簇状二氧化钛钢网。Co3O4/TiO2复合物均匀的生长在氧化石墨烯纳米片上,赋予复合膜优异的光催化降解有机污染物的性能;钢网表面原位生长了均匀致密的簇状二氧化钛,从而改变了钢网表面的形貌和粗糙度,赋予复合膜特殊的润湿性。利用复合膜水下超疏油的特点,实现了对水包甲苯等乳液的高效分离,分离效率均大于98%,最大可达99.5%;对不同的水包油乳液分离速率均大于60Lm-2 h-1;且多次进行循环分离操作后,仍然具有较好的分离效率。同时复合膜在可见光照射下,对不同浓度的刚果红溶液具有较好的降解性能,降解效率均大于80%,最大可达95%。（2）利用晶种法和后共价修饰法成功地在多孔氧化铝陶瓷基底上制备了共价有机框架（COF）/金属有机框架（MOF）材料复合膜。利用COF（Tp-Pa-1）和MOF（NH2-MIL53Al）不同的孔径尺寸,构建了分层孔隙度,不仅提高了对染料分子的截留效率,而且增强了对水分子的快速传输能力。通过孔径排阻作用,同时实现了对带有不同电荷以及不同分子尺寸的混合染料高效分离,分离效率均大于99%,最大可达99.8%;对不同阴阳离子染料的分离速率均大于190Lm-2 h-1 MPa-1。得益于共价有机框架材料和金属有机框架材料良好的物理化学稳定性,复合膜在经历长时间的分离操作后截留效率仍大于98%。（3）利用金属有机框架材料中心金属的配位不饱和点,成功地在金属有机框架材料的孔道中引入了与材料表面相反电荷的基团,可以同时对阴离子染料和阳离子染料进行有效截留。利用溶剂热法在多壁碳纳米管膜（CM）上成功修饰了MIL-101（Cr）,经过高温干燥后,使Cr的不饱和位点暴露,随后将乙二胺引入到MOF中和Cr原子配位,乙二胺在水中电离带有正电荷,而MOF表面带有负电荷,从而实现了协同电荷排斥阴阳离子染料。对阴阳离子染料的截留效率均大于90%,分离速率均大于1000 L m-2h-1 MPa-1。且复合膜具有较好的化学稳定性,经过不同pH溶液长时间浸泡后分离效率仍大于90%。