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正渗透（FO）技术作为一种新型的膜处理技术,在膜两侧溶液渗透压差的驱动下自发进行,具有更低的能耗和膜污染趋势,在水处理领域显示出巨大的应用潜力。但是,长期运行条件下的膜污染问题导致运行效率低,是阻碍FO技术广泛应用的关键。有机污染物易沉积并吸附到膜表面,是导致膜性能下降的主要原因。膜材料对膜污染的产生和发展具有决定性作用。由经典界面聚合法制备的聚酰胺复合正渗透（TFC-FO）膜是目前主流的膜类型。本文使用氧化石墨烯基纳米材料对TFC-FO膜进行表面改性,以氧化石墨烯（GO）表面改性为基础,从增加面内孔和提升层间距两个角度进行优化,获得高性能TFC-FO膜。首先,制备GO表面改性TFC-FO膜,并研究改性膜的渗透和抗有机污染性能,发现GO表面改性在提升膜抗有机污染性能的同时降低了膜通量。然后,对GO表面改性进行两种优化处理,分别采用多孔氧化石墨烯（PGO）和GO/氨基化凹凸棒（P-APT）复合材料（GO/P-APT）进行TFC-FO膜表面改性,成功获得同时具有高通量和抗有机污染性能的高性能改性TFC-FO膜。主要研究内容和结论如下:（1）为探究GO表面改性对膜渗透性能的影响,利用酰胺键将GO偶联至TFC-FO膜的聚酰胺（PA）层表面制备GO表面改性膜（TFC-GO）,通过一系列表征分析改性前后膜材料表面性质的变化,并通过渗透试验评价其水通量（Jw）、反向盐质通量（Js）和抗有机污染性能。研究结果表明,GO接枝于PA层表面可有效提升膜表面的亲水性并降低其粗糙度。GO接枝使膜表面的接触角从48.80o（TFC-FO）降低至19.25o（TFC-GO）,粗糙度从Ra=50.60 nm（TFC-FO）降低至Ra=30.80 nm（TFC-GO）。与原始的TFC-FO膜相比,TFC-GO膜的Jw降低了20%,同时Js降低了45%,表面接枝GO改性增加了膜材料的水传输阻力。采用海藻酸钠（SA）为模拟有机污染物测试膜的抗污染性能。实验结果表明,相比于TFC-FO膜,TFC-GO膜表面的有机污染物的数量和厚度均减小,GO表面改性可有效缓解有机污染。本章实验结果表明GO表面改性可有效提升TFC-FO的抗有机污染性能,但同时会增加过膜阻力,影响其渗透性能。（2）为减少表面接枝GO对膜渗透性能的影响,本章在GO片中引入面内孔,以缩短水通道的距离。具体步骤如下:通过简单的过氧化氢刻蚀法成功制备具有不同孔径大小的PGO,将其偶联至TFC-FO膜的PA层表面制备改性TFC-FO膜（TFC-PGO）。然后,表征分析其改性前后膜材料的表面性质的变化,并通过渗透试验评价其渗透和抗污染性能。表征结果显示,刻蚀时间控制在4-8 h可获得具有不同面内孔径的稳定PGO,且其面内孔径随刻蚀时间的延长而增加。所有TFC-PGO膜的接触角和粗糙度均低于原始TFC膜,即PGO表面改性可增加膜表面亲水性并降低其粗糙度。而且,由大面内孔径PGO改性获得的TFC-PGO膜具有更小的接触角和更大的粗糙度。当刻蚀时间为8 h时,TFC-PGO膜的接触角最小（16.00°）,粗糙度最大（Ra=49.40 nm）。长期污染实验的结果表明,TFC-PGO膜的Jw为18.77 L/（m~2·h）高于TFC-FO膜（16.01 L/（m~2·h））,Js为3.59 g/（m~2·h）低于TFC-FO膜(5.77 g/（m~2·h）,即PGO改性在保持高截留率的条件下,同时提高了膜的渗透性。另外,TFC-PGO膜在污染实验中表现出明显的抗污染性能,且在5个周期的长期污染实验中保持稳定。本章使用PGO替代GO进行TFC膜表面改性,在保持膜材料高截留率和高抗有机污染能力的同时有效提升了其渗透性能。（3）同样为减少GO表面改性对膜渗透性能的影响,本章将P-APT与GO复合,以增加GO层中的导流通道。具体步骤如下:将P-APT与GO复合得到稳定的GO/P-APT复合材料,抽滤于TFC-FO膜表面,制备GO/P-APT改性TFC-FO膜（TFC-GO/P-APT）。通过一系列表征分析改性前后膜材料的表面性质,并采用渗透试验评价其渗透性能和抗污染性能。表征实验结果显示,三维层压结构的GO/P-APT复合材料性能稳定,P-APT插层处理扩大了GO层的层间距。TFC-GO/P-APT膜的接触角和粗糙度（35.49°,Ra=18.7 nm）均低于TFC-FO膜（63.98°,Ra=85.30 nm）。渗透实验表明,GO/P-APT改性可成功克服纯GO表面改性所产生的通量下降问题,TFC-GO/P-APT的Jw为13.80 L/（m~2·h）大于TFC-FO膜（12.67 L/（m~2·h））。但是,相比于TFC-FO膜(2.77 g/（m~2·h）,TFC-GO/P-APT的Js为3.08 g/（m~2·h）,有所上升。长期污染实验的结果显示,TFC-GO/P-APT在5个污染周期下运行稳定,保持高渗透和高抗污染性能。相比于TFC-GO改性膜,本章获得的TFC-GO/P-APT改性膜在保持其高抗有机污染性能的同时,水通量明显提升。但是由于GO片间距扩大,导致其截留率有所下降。