膜材料的选择一直是膜分离技术的关键,对于新型膜材料的研究与开发正是发展膜分离技术核心所在。石墨烯及其衍生物氧化石墨烯的独特的片层结构,使其极易形成致密的超薄膜。氧化石墨烯作为石墨烯的衍生物,在继承了大部分石墨烯的优良性质的同时,其表面的含氧官能团以及GO片层上的缺陷均为GO膜提供了新的分离路径,虽然近年来将GO膜应用在水处理方面已经有了很大的进展,但即便如此要将GO应用在水环境当中仍然面临诸多问题,其中在水环境当中的易损,机械性能差,通量太小以及无法大面积生产是目前面临的核主要问题。大量的研究显示,可以通过调整堆叠的石墨烯片层之间的间隙来调控膜孔尺寸和层间纳米通道的大小,其方式包括调整片层之间的电荷作用,在片层之间插入特定尺寸的纳米颗粒或者是聚合物等等,从而可以达到对目标污染物精确分离的效果。另外,许多的学者还利用化学改性,多重复合等等方式,通过增强GO膜片层之间的作用力,或是在GO膜表面界面聚合来增强GO膜的稳定性。本文主要通过引入不同纳米粒子以及高分子化合物,通过夹杂纳米粒子或是复合高分子化合物的方式制备得到几种适用于污水处理的GO复合膜,并对其各方面性质进行了讨论分析。我们设计分别将二氧化钛(TiO2),二氧化硅(SiO2),水滑石(LDH)三种功能性的纳米粒子嵌入到GO膜片层间,利用纳米粒子在致密堆叠的GO膜层间构造纳米通道从而增大通量提升分离效率。具体内容如下:利用真空抽滤的制得均匀的GO-TiO2复合膜,该膜表现出在纳滤方面的优良分离性能和杰出的光催化自清洁性能,并且TiO2在高离子浓度影响和不同pH环境下均能稳定住层间的纳米通道;在制备GO-SiO2复合膜时,我们为其表面黏附上一层聚多巴胺,这样的膜结构设计,除了提高GO膜的分离效率以外还可以极大程度地提升膜在水,油等环境当中的稳定性。该膜在油水分离,染料去除两方面有着极高的分离效率,另外表面的聚多巴胺层极大的提升了 GO膜的稳定性以及亲水性;GO-LDH复合膜的制备主要利用了 LDH和GO相互之间的静电作用。在GO膜层间插入LDH可以增强GO膜片层间的相互作用力从而提升膜的强度和稳定性,同时由于LDH和GO本身的吸附性能,该膜在染料去除,和重金属离子去除两方面的分离性能都要远胜于纯GO膜,并且膜还表现出了极佳的稳定性和亲水性。综上,可以在GO膜片层之间引入不同形貌,不同性质的功能化材料从而制备出高效的,稳定的GO膜来分离不同的目标污染物。