如今,淡水短缺已成为全球发展面临的最严重问题之一。太阳能驱动非挥发性废水蒸发产生淡水是一项环境友好型技术。因此,人们对利用太阳能通过光热蒸发处理海水、含重金属和抗生素废水等以实现废水资源化处理产生了极大的兴趣。然而,一方面,水的吸光性差和严重的热损失,导致自然水蒸发效率低,无法满足淡水的实际需求。另一方面,废水中存在许多污染物,如重金属离子和有机污染物等,给废水资源化处理带来了挑战。针对以上问题,我们制备了双功能的石墨烯基光热材料,通过界面加热的方法进行界面水蒸发以产生清洁水。同时,在界面水蒸发的过程中通过光催化或吸附等方法去除废水中的污染物。本研究为石墨烯基光热材料的开发以及其在废水资源化处理中的应用提供了新的思路和理论基础。主要研究内容和结论如下:（1）PDI/rGO复合膜的制备、表征、光热催化和水蒸发性能的研究:采用酸催化聚合-热还原法将纳米超分子PDI自组装到石墨烯载体上,制备出PDI/rGO复合膜。研究结果表明当纳米PDI与氧化石墨烯的质量比为5%时,制备的5%-r PH复合膜显示出最优的光热催化性能,这主要归因于纳米PDI和rGO之间的π-π作用,增大了π电子离域,促进光生电子与空穴的有效分离。在0.5个太阳的可见光LED灯照射120 min后,该复合膜对10 mg·L-1盐酸环丙沙星（CIP）的降解效率为94.31%,相应的界面蒸汽产生效率为10.92%。并且该复合膜对实际水体基质（包括自来水、卫河水和黄河水体）中CIP的催化降解仍具有优异的光催化活性。自由基捕获实验表明在5%-r PH的光热催化反应中·O2-和h+起主导作用。（2）纤维素/石墨烯复合气凝胶的制备、表征、水蒸发性能和废水资源化处理的研究:采用冷冻干燥-热还原法制备多孔纤维素/石墨烯复合气凝胶（CGA）,研究结果表明当羧甲基纤维钠与氧化石墨烯的质量比为2.5时制备的复合气凝胶,其光学吸收达到饱和,并且具有良好的亲疏水性。在实际太阳光下该复合气凝胶在开放系统中的界面水蒸发效率达到101.15%。模拟海水淡化和实际海水淡化实验表明该复合气凝胶通过界面水蒸发作用使淡化水中盐离子均低于世界卫生组织（WHO）和美国环保署（EPA）的饮用水标准值;此外,重金属废水净化实验和净化后清洁水的大肠杆菌（E.coli）DH5α毒性测试表明CGA的羟基和羰基不仅促进界面水蒸发,而且由于重金属离子与含氧官能团之间形成了氢键和螯合键,可有效净化重金属废水（包括铜、镉、镍和铅）从毫克级别降至微克级,获得无生物毒性的清洁水。