石墨烯自发现以来就备受科学界的瞩目。石墨烯是只具备一个原子厚度的二维纳米材料,石墨烯的独特结构赋予了石墨烯的各种性能,其机械,光学,电学以及热学等方面的优异性能被科学家广泛研究和探索,石墨烯也被证明在物理、化学、生物、材料等各个方面都有着非常大的潜力。经过理论验证,同时加以实际研究,石墨烯及其衍生物能够应用于废水处理和海水脱盐化处理等水处理领域,具有一定的发展潜力。我们的研究目的是为了缓解淡水资源短缺的问题,拓展石墨烯及其衍生物在水处理领域的应用,本文就氧化石墨烯复合材料及其复合膜进行了以下研究:本文中所使用的氧化石墨烯（GO）是通过采用改进的Hummers方法成功制备出来的。氧化石墨烯制备成功之后,我们通多还原的方法制备了石墨烯。我们通过紫外可见吸收光谱（UV-Vis）,透射电子显微镜（TEM）,X射线衍射（XRD）,傅里叶变换红外光谱（FTIR）等方法对制备完成的氧化石墨烯以及石墨烯进行了表征分析并直观的对比。经过研究讨论,氧化石墨烯呈片层状,薄且透明,表面有褶皱。氧化石墨烯片包含有大量羧基,羟基以及环氧基等含氧官能基团,普遍存在与片层的表面和边缘区域。同时,氧化石墨烯具有良好的亲水性能,在水中能够形成稳定的分散液。制备好氧化石墨烯之后,在此基础上与其他材料进行复合。通过原位水解的方法,采用正硅酸四乙酯（TEOS）作为硅源,在碱性环境下成功制备了氧化石墨烯/二氧化硅（GO/SiO₂）杂化复合物。通过各种表征方法对氧化石墨烯/二氧化硅复合物进行了表征分析和讨论。透射电子显微镜的图像能够清晰的观察到氧化石墨烯表面负载了密集的二氧化硅颗粒。傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）以及拉曼光谱都表明二氧化硅成功负载于氧化石墨烯片表面。BET比表面积测试法（BET）的图像可以得知氧化石墨烯/二氧化硅复合材料是一种多孔材料。同时氧化石墨烯/二氧化硅的热稳定性能也比纯氧化石墨烯有了进一步的提升。在氧化石墨烯/二氧化硅复合材料和氧化石墨烯的基础上,我们通过真空抽滤的方法成功制备了氧化石墨烯/二氧化硅复合膜以及纯氧化石墨烯膜。通过场发射扫描电子显微镜（FESEM）观察了氧化石墨烯/二氧化硅复合膜的膜表面和膜横截面的形貌。原子力显微镜（AFM）结果表明氧化石墨烯/二氧化硅复合膜表明粗糙度增加。氧化石墨烯/二氧化硅复合膜的水接触角小于九十度,具备亲水性能。为了研究氧化石墨烯/二氧化硅复合膜在水处理领域的应用,我们对复合膜进行了水通量测试和截留率测试。氧化石墨烯/二氧化硅复合膜与纯氧化石墨烯膜的纯水渗透性能随着膜厚度的增加而逐渐降低,但是GO/SiO₂复合膜的水通量都要比纯GO膜的水通量要大。GO/SiO₂复合膜对罗丹明B（Rhb）的截留率与膜厚度呈现正相关的关系,截留率都大于98%。氧化石墨烯/二氧化硅复合膜在水处理领域具有一定的发展潜力。