石墨烯,由于具有特殊的二维纳米结构,在膜材料领域受到了广泛的关注。目前,有关石墨烯在膜领域的应用主要分为两个方面。一方面石墨烯可以作为辅助添加材料,增强膜的许多性能,例如增强膜的机械强度、导电性以及抗污性等;另一方面利用石墨烯的平面二维结构及良好的成膜性,可以制备基于石墨烯的组装材料。这些膜材料已被广泛应用于气相、离子分离和水脱盐实验中。本论文中,我们利用石墨烯良好的成膜性,制备了基于石墨烯的复合膜材料,并研究了这些膜在废水处理领域的应用。主要内容如下:(1)我们用钛酸盐纳米纤维(TNF)组装成具有较大孔径的滤膜,氧化石墨烯(GO)作为添加剂,对无机纳米纤维进行修饰。通过在其中添加一定比例的GO,使其均匀的分散到纤维滤膜中。在膜组装过程中,膜中一些交织形成的通道可以被分段和切断,这将改变这些通道的结构,从而减小所形成纤维滤膜中部分孔径大小。通过改变GO片的添加量及调控膜的厚度,使这种复合膜具有良好的可加工性。将GO片嵌入纤维膜可以有效地提高滤膜的过滤分离性能。同时,GO嵌入的TNF膜对于两种染料的混合液也显示出了一定的选择分离性能,这使得这种复合过滤膜在水处理领域的具有更广泛的应用。(2)我们利用氧化石墨烯(GO)的平面二维结构,负载P25纳米粒子和Ag粒子,形成GO-P25@Ag复合片,经过重新组装形成GO-P25@Ag复合膜。P25纳米粒子和Ag粒子的加入,使复合膜中的二维通道变大,提高了复合膜的渗透性能,同时赋予了膜材料一定的光催化性能。本文中用所制备的GO-P25@Ag复合膜进行油/水分离的实验,在光照条件下使复合膜具有更强的疏油能力,能有效提高油/水分离的效率,在油/水分离领域具有巨大的潜在应用价值。