膜分离作为一种高效的水处理技术,被广泛用于饮用水净化和污水处理领域。传统膜分离技术存在膜污染严重、膜的渗透性与选择性互相制约等问题。碳纳米材料具有原子级光滑的表面和高比表面积,采用碳纳米材料构建的分离膜有望获得远高于传统分离膜的水传输特性和分离能力。而且碳纳米材料还具有优异的导电性,通过电辅助与膜分离技术的耦合能进一步增强膜性能,为解决膜分离技术的瓶颈问题开辟了新途径。目前碳纳米材料分离膜的制备过程较为复杂,机械强度和稳定性较差,难以满足电辅助膜分离技术应用和推广的需要。本论文采用碳纳米纤维和碳纳米管作为膜材料,通过化学修饰交联和结构调控等措施提高分离膜的稳定性和机械强度,设计和制备高性能的导电分离膜。并且利用碳纳米材料的导电性,将电辅助与膜分离技术结合,研究电辅助增强分离膜对油水混合物、地表水和实际污水的处理性能。主要研究内容和成果如下:（1）采用静电纺丝-高温碳化-电沉积法制备了聚3-甲基噻吩修饰的碳纳米纤维膜（PCMs）,研究了电辅助作用调控膜表面润湿性对膜渗透性能和分离性能的影响。结果表明,通过电辅助掺杂和脱掺杂高氯酸根,改变膜表面聚3-甲基噻吩的组成,实现了 PCMs润湿性的可逆转换,掺杂态PCMs呈现超亲水性,脱掺杂态PCMs呈现超疏水性。分离膜的润湿性是影响其渗透性能和分离性能的关键因素之一。当压力为0.1 bar时,掺杂态PCMs的纯水通量为942 L·（m2·h）-1,是脱掺杂态PCMs纯水通量的4.7倍。在重力驱动下,水能渗透通过掺杂态PCMs而油被截留,油能渗透通过脱掺杂态PCMs而水被截留,从而分离油水混合物,表明通过电辅助转换润湿性能有效调控膜渗透性能和增强对油水混合物的分离性能。（2）针对碳纳米纤维膜制备过程较为复杂的问题,采用能通过抽滤方式直接成膜的碳纳米管作为膜材料,利用真空抽滤-化学交联法制备了导电的碳纳米管/聚偏氟乙烯复合中空纤维膜（CNTs/PVDF HFM）,考察了分离膜在电辅助作用下的抗污染性能。结果表明,酸化碳纳米管表面的羧基与聚乙烯醇的羟基发生的交联反应,能够有效增强碳纳米管导电层的稳定性,当交联剂聚乙烯醇质量浓度为0.2%时,CNTs/P VDF HFM拉伸应力为40.9 MPa,弹性模量为822 MPa,表现出了与商业PVDF中空纤维膜相当的拉伸强度,且在0.5 h超声振荡后,碳纳米管层仍能保持完整,表明交联后的CNTs/PVDF HFM具有良好的拉伸强度和稳定性。利用CNTs/PVDF HFM处理生化二级出水(COD为92 mg·L-1),在2 V槽压作用（膜作为阴极）下,电辅助膜分离过程运行20 h的平均膜通量为初始膜通量的91.5%,是单独膜分离过程的1.5倍,且反冲洗后,电辅助膜分离过程通量恢复率为97.9%,是单独膜分离过程的1.7倍,表明电辅助膜分离能够有效减缓膜污染。（3）针对复合中空纤维膜因为支撑层孔隙率较低且膜孔道蜿蜒曲折造成渗透性较差的问题,采用静电纺丝法制备具有三维网状孔结构的纳米纤维作为支撑层,构建了碳纳米管/纳米纤维复合中空纤维膜（CNC-HFMs）,考察了电辅助作用下CNC-HFMs对地表水的分离性能。CNC-HFMs（平均孔径221 nm）孔隙率高达94%,这使得其纯水通量达到5800 L·（m2·h·bar）-1,是碳纳米管/商业聚丙烯腈中空纤维膜（平均孔径243 nm）的7.3倍。利用CNC-HFMs处理地表水,在2 V槽压作用（膜作为阴极）下,电辅助膜分离过程对水中浊度和总有机碳的去除率分别达到92.8%和43.3%,是单独膜分离过程的1.3倍和1.4倍,表明电辅助能够增强膜分离过程的截留性能。（4）基于真空抽滤-化学交联法研发了可规模化制备碳纳米管/氧化铝平板陶瓷膜（CA-FCMs）的方法,并以CA-FCMs为核心,设计了一套日处理量为1 m3·d-1的电辅助膜分离设备,并应用于地表水处理。通过与单独CA-FCMs（平均孔径90 nm）以及商业PVDF平板有机膜（平均孔径100 nm）对比,考察了电辅助CA-FCMs的水处理性能。结果表明,电辅助CA-FCMs的平均产水量达到427 L·（m2·h·bar）-1,分别是单独CA-FCMs和商业PVDF膜产水量的1.7倍和5.3倍,表明电辅助膜分离技术能够有效地增强膜分离的水处理性能。综上所述,通过对一维碳纳米材料进行化学修饰和交联能够制备具有应用前景的导电纳米碳基分离膜,并且利用电辅助作用有效地提高了膜分离性能,本研究为高性能导电分离膜的制备提供了新思路,有助于促进电辅助膜分离技术的应用与发展。