随着世界经济的急速发展、人口的快速增长,清洁淡水资源的短缺和有限淡水资源的污染问题逐渐成为全世界面临的一个重大挑战。碳纳米材料和纳米技术的研究发展为开发一种高过滤通量,高截留率和高结构稳定性的纳滤膜提供了可能。其中,氧化石墨烯(GO)因其超薄的二维片层结构、丰富的含氧官能团和在有机溶剂、严苛化学环境下稳定存在的特性而被广泛应用于薄膜制备。本论文采用静电喷涂技术制备了大面积GO薄膜,进一步结合静电纺丝技术,设计并制备了三明治结构、多层膜结构GO薄膜,极大的促进了薄膜的结构稳定性。此外,为了进一步提高GO薄膜的纳滤性能,采用亲水性纳米粒子和COF-LZU1插层增大GO薄膜的片层间距。最后,对所制备GO薄膜的纳滤性能,结构稳定性和自清洁性能进行了探究。首先,针对传统液相成型方法制备GO薄膜存在的问题,本文创新性地使用静电喷涂技术制备了高性能、大尺寸GO薄膜,并对其纳滤和自清洁性能进行了探究。结果表明,GO(120)薄膜表现出较高的纯水通量(11.13 L m-2 h-1 bar-1)和较高的有机染料分子截留率(对碱性品红、亚甲基蓝、甲基橙和伊文思蓝的截留率分别为98.88%、98.97%、100%和99.99%)。对过滤机理的探究表明,物理尺寸效应和静电相互作用共同作用于GO薄膜对有机染料分子的截留率性能。此外,GO薄膜还具有良好的自清洁性能,表现出较高的纯水通量恢复率。其次,针对GO薄膜较差的结构稳定性问题,本文使用静电喷涂结合静电纺丝技术设计并制备了一种高稳定性氧化石墨烯/尼龙6纳米纤维多层膜,并对其纳滤和结构稳定性进行了研究。结果表明,该GO复合薄膜的机械稳定性通过尼龙6纳米纤维膜的“锁紧作用”而大大增强,同时,该GO多层薄膜具有9.55 L m-2 h-1 bar-1的纯水通量和对亚甲基蓝和甲基橙分别高达95%和大于99%的截留率性能。然后,针对GO薄膜因其蜿蜒曲折、较长的纳米通道而导致的较低的纯水和有机溶剂通量问题,本文在保证其结构稳定性的前提下,使用静电喷涂结合静电纺丝技术设计并制备了一种三明治结构纳米粒子插层GO薄膜,并对其纳滤性能和结构稳定性进行了研究。结果表明,通过纳米粒子插层,GO薄膜的片层间距得以增大,进而使其纯水通量高达13.77 L m-2 h-1 bar-1,相比同样质量纯GO薄膜的纯水通量提高了 80.7%,并且保持了高达99%的有机染料截留率。同时,三明治结构保证了 GO薄膜具有较高的结构稳定性。最后,针对纳米粒子插层阻碍水分子的传输导致其通量提升有限的问题,本文设计并制备了一种具有多级纳米孔结构的氧化石墨烯/共价有机框架化合物(GO/COF-LZU1)复合薄膜,并对其有机溶剂过滤性能进行了研究。结果表明,超亲水性COF-LZU1颗粒的插层不仅增大了 GO薄膜的片层间距,也为水分子和有机溶剂在GO片层之间的快速传输提供额外的纳米通道。该GO薄膜具有高达59 L m-2 h-1 bar-1的纯水通量,51 L m-2 h-1 bar-1的乙醇通量和高达99%的有机染料分子截留率,纯水通量和乙醇通量分别是相同质量纯GO薄膜纯水通量和乙醇通量的3.21和3.79倍。此外,COF-LZU1作为一种高聚物,可以有效减小GO薄膜的膨胀率,提高其结构稳定性。本工作提供了一种制备GO薄膜的新技术和一种有效提高薄膜结构稳定性,提高薄膜纳滤性能的结构设计策略,同时对于GO薄膜的过滤机理和自清洁机理进行了探讨,希望可以提高人们对GO薄膜过滤应用的理解。