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目前,环境污染已经越来越严重,空气污染更甚,雾霾带来的危害已引起全世界的关注,而最有效的空气净化方法则是过滤,因此空气过滤材料的研究和开发更是成为了研究重点。传统的空气过滤材料仅对粒径大于0.3μm的颗粒才能具有有效的过滤,对粒径比较小的颗粒及病原体则几乎无效。在纤维滤材的制备方面,静电纺丝技术已引起了广泛关注。用静电纺丝技术制备的纤维具有直径小、孔径小、孔隙率高、纤维均一性好等优点,使其在过滤及防护等领域表现出巨大的应用前景。本文将石墨烯加入到静电纺纳米膜中,使其具有良好过滤效果的同时,还能具有石墨烯的一定性能。首先,利用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),并用抗坏血酸作为还原剂制备出还原性氧化石墨烯(rGO),通过静电纺丝技术制备了石墨烯/聚丙烯腈(石墨烯/PAN)纳米复合膜。并采用场发射扫描电镜、傅立叶红外光谱、X射线衍射、热重分析对制备的氧化石墨烯和还原性氧化石墨烯的形态、结构进行表征以及热学性能测试。确定成功制备出了GO和rGO,为其在过滤及抑菌方面的应用奠定了基础。其次,将制备出的石墨烯混合在聚丙烯腈纺丝液中,纺制出了含有不同质量分数GO的PAN纳米膜以及含有一定量rGO的PAN纳米膜,并测量了纺丝液的粘度和电导率,同时对纳米膜进行了SEM、孔径、厚度、过滤等性能测试。实验结果表明:石墨烯对纺丝液的粘度和电导率影响不显著;石墨烯的加入会影响PAN纳米纤维的成纤性能,GO的添加量为0.3 wt%时,GO/PAN纳米膜的成纤性以及过滤性能最好;GO和rGO添加量均为0.3 wt%时,GO/PAN纳米膜的成纤性更好,纳米纤维更细,分布更加均匀,其过滤性能也最好,孔径尺寸分布在1.3~1.7μm之间。而且纳米膜的过滤效率随着其气流量的增加而减小。再次,对含有不同GO的PAN纳米膜以及含有一定量的rGO的PAN纳米膜进行拉伸性能测试。实验结果表明:GO加入后,PAN纳米膜纤维的拉伸性能增加,当添加量为0.3 wt%时,PAN纳米纤维的断裂强度提高了42.42%,断裂伸长率提高了32.5%。但加入的GO过多时,又会降低纤维的拉伸性能。GO和rGO添加量均为0.3 wt%时,GO/PAN纳米复合材料比rGO/PAN纳米复合材料的拉伸性能更好,而rGO/PAN纳米复合材料比PAN纳米材料拉伸性能差。最后,当GO和rGO的添加量为0.3 wt%时,对rGO/PAN和GO/PAN复合材料的抑菌性能进行了定性测试和定量测试。定性实验结果表明:rGO/PAN和GO/PAN复合材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果有限。定量测试结果表明:GO/PAN和rGO/PAN复合材料对大肠杆菌的抑菌率分别为32.4%和40.5%,金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为45.8%和56.7%;还原性石墨烯比氧化石墨烯的抑菌效果更好。