本发明公开了一种石墨烯泡沫‑聚多巴胺复合膜的制备及其产物与应用，其中该制备方法包括以下步骤：(1)制备石墨烯泡沫‑聚多巴胺：调节氧化石墨烯溶液的pH值，再加入盐酸多巴胺得到前驱体溶液，进行水热反应即得到石墨烯泡沫‑聚多巴胺；(2)制备石墨烯泡沫‑聚多巴胺复合膜：将石墨烯泡沫‑聚多巴胺加入到N,N‑二羟乙基甘氨酸中，并与温敏性聚合物相混合，搅拌、真空抽滤即得到温敏性石墨烯泡沫‑聚多巴胺复合膜。本发明通过对关键制备工艺的整体工艺设计、各步骤的反应条件等进行改进，制备得到的石墨烯泡沫‑聚多巴胺复合膜具有良好的温敏性，优良的超亲水性和水下超疏油性，非常适用于应用于油水分离。