随着日益凸显的环境污染、水资源短缺以及能源短缺等问题，高通量、高选择性新型分离膜受到了人们广泛的关注和研究。然而，由于传统的有机高分子分离膜其孔隙率低、成膜材料自身的疏水性、分离层厚度等原因，高精度分离往往分离通量较低，且膜易污染。一般来说，提升膜的表面亲水性能够有效地提升膜通量和抗污染性能。本论文从膜表面亲水改性出发，探索在多孔聚偏氟乙烯(PVDF)膜和超薄碳纳米管(SWCNTs)膜表面引入亲水性聚合物进行亲水改性的新方法，并研究和讨论了亲水改性对膜表面浸润性、孔道结构及分离性能的影响。　　1、我们利用表面引发原子转移自由基聚合反应(SI-ATRP)在多孔PVDF微滤膜表面接枝了两亲离子性聚电解质poly(3-(N-2-methacryloxyethyl-N，N-dimethyl)ammonatopropanesultone)(PMAPS)，并研究了PMAPS接枝对PVDF微滤膜表面浸润性、膜通量影响以及在油水分离中的应用。在这一工作中，我们可以通过控制聚合时间来精确地调控PMAPS在PVDF膜表面的接枝率。经PMAPS接枝改性的PVDF微滤膜表现出超亲水-水下超疏油的特性，能够高效分离油水分散液/乳液和油水乳液。经单次分离后，水中油含量即小于10ppm，分离效率高达99.999％。与此同时，由于PMAPS分子链中的两亲性离子对能够有效的捕获水中的自由水分子，形成了牢固的水合层，从而赋予了PMAPS修饰的PVDF微滤膜表现出超低油粘附性能，其水下油粘附力低于1μN。这一超低的水下油粘附性能赋予PMAPS-g-PVDF微滤膜在分离油水过程中优异的抗污染性能。　　2、为了寻求更为简单的表面接枝方法，之后我们利用简单的表面酰胺化偶联反应，将具有pH响应性的超支化聚乙烯亚胺(PEI)接枝到聚丙烯酸-g-聚偏氟乙烯(PAA-g-PVDF)/PVDF共混膜的表面。PEI的引入能够有效地提升PAA-g-PVDF/PVDF共混膜的表面浸润性，纯水通量高达44800 Lm-2h-1bar-1。另外，PEI分子链具有pH响应性，在酸性环境下，PEI上的氨基被离子化形成氨基阳离子。这一特性使PEI接枝改性的PAA-g-PVDF/PVDF共混膜表现出超低的水下油粘附和优异的抗污染性能，可成功实现高粘度的大豆油水乳液的分离。大豆油/水乳液经单次分离后，滤液中油含量即小于2 ppm，且在长时间乳液分离过程中，其分离通量保持一定的稳定性。　　3、在第四章中，我们利用简单的π-π相互作用，将热敏性聚合物poly(MEO2MA-co-OEGMA)接枝到超薄的SWCNTs膜表面，实现表面了膜表面亲水化改性。该聚合物的引入一方面改善了膜表面的浸润性，增加了水通量，另一方面，赋予了SWCNTs膜热响应特性，可用于精确地调控膜的孔径。研究结果表明，在poly(MEO2MA-co-OEGMA)临界相变温度（32度）之下和之上，膜的有效孔径在12-14nm之间变化。利用膜的这一特性，我们成功地实现了两种粒子尺寸相近的相差仅1纳米的Au纳米颗粒（水合半径为13.4nm）和Ferritin（水合半径为12nm）的快速分离。