水资源匮乏和水污染是全球面临的难题和挑战,利用膜分离技术将废水转化为可用淡水资源可以有效缓解水资源危机。纳米膜因其拥有纳米尺度的尺寸和孔道,可筛分大分子物质,受到了研究者的广泛关注,特别是氧化石墨烯基纳米膜。氧化石墨烯（GO）膜由具有独特原子厚度的纳米片组装而成,且水分子可以无阻碍通过,是理想的水处理纳米膜。然而,GO膜因其水通量极低,抗压性能差等问题无法大规模工业化应用,尽管研究者已制备出各种不同纳米通道尺寸的GO基复合膜以提高其水通量,但现有的GO基复合膜抗压性能仍然没有得到改善。本文针对以上问题,通过将二维刚性的石墨相氮化碳（g-C₃N₄）纳米片插层于GO纳米片中,得到同时具有高水通量、高截留率、良好抗压稳定性的GO基复合膜。此外,提出不同维度纳米材料的复合,将二维GO纳米片与一维纳米纤维素晶须（CNC）进行复合,从而提高复合膜截留率、抗污染性能。本文的具体研究内容如下:（1）通过制备二维刚性g-C₃N₄纳米片插层GO的复合膜（GOCN）,增加了复合膜中纳米传输通道（褶皱或波纹）的数量,且g-C₃N₄纳米片具有大量的纳米孔和缺陷孔,不阻碍水的传输,从而有效地提高复合膜的水通量（为GO膜的两倍）。此外,由于刚性的g-C₃N₄纳米片在GO纳米片层间支撑,复合膜纳米通道的刚性和稳定性增强,即使在0.5 MPa压力下水通量与压力仍保持线性关系,GOCN复合膜的抗压性能显著提高。（2）通过将二维GO纳米片和一维纳米纤维素晶须进行复合制备CNC-GO复合膜。利用GO纳米片的大横向面积、片状结构以及原子级别厚度,改善棒状CNC形成的无规则、蓬松通道,从而可提高复合膜对伊文思蓝染料分子的截留率（提高15%）。另外,GO纳米片的加入使CNC-GO复合膜的含氧官能团数量增加,亲水性增强,抗污染性能和化学稳定性提高。