随着膜分离技术研究的不断深入，具有抗菌和自清洁作用的功能化复合膜研究成为其中的热点之一。二维片层材料的片层结构不仅能够提供特定的分子传递通道，而且因其具有各种各样的官能团使得其在复合膜制备的过程中为其功能化的改性提供方便。氧化石墨烯纳米片（GO）和氮化碳（g-C3N4）作为两种代表性二维片层材料因其优异的理化性质，使得其在功能膜制备方面具有广阔的应用前景。本文旨在将GO纳米片和g-C3N4通过一定的方法负载在PAN基膜表面，从而制备出具有抗菌和自清洁作用的复合膜。论文研究的主要内容及成果如下：　　（1）多尺寸GO抗菌测试与GO/HPEI/PAN复合膜的制备　　采用改进的Hummers法制备GO纳米片，通过控制氧化程度与超声破碎时间的方法制备不同尺寸的GO纳米片。然后通过测定GO纳米片尺寸得到统计学意义的尺寸分布，测定其最小抑菌浓度（MIC），结果发现：当GO纳米片的尺寸大于细菌尺寸时，诱捕作用对于其抗菌作用更为明显，反之则切割作用更为适用；而氧活性自由基（ROS）在抗菌过程中同样具有很重要的作用。实验测定相同负载量条件下不同尺寸的GO纳米片制备的GO/PAN复合膜的分离性能，结果表明：4 bar下，其最大纯水通量为20.57 L/(m2·bar·h)，且对NaCl、MgSO4和活性黑（RBD）的最大截留率分别为28.7％、35.3%、95.9%。使用超支化聚乙烯亚氨（HPEI）作为交联剂将GO纳米片负载于PAN基膜表面，然后通过对比HPEI加入后复合膜的分离性能，结果表明：4 bar下，GO/HPEI/PAN复合膜的最大纯水通量为9.6 L/(m2·bar·h)，而对NaCl和MgSO4最大截留率分别为53.2%和68.8%，可见HPEI的加入对于复合膜分离性能提升有很大帮助，而且此时复合膜的抗菌性与负载量关系不大，均保持在50%左右。　　（2）SiO2·NH2-GO复合材料和SiO2·NH2-GO/HPEI/PAN复合膜的制备　　GO纳米片为模板，通过原位生成法在GO纳米片表面均匀的生成一层20 nm左右的二氧化硅微球，然后使用3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）在其表面接枝一层-NH2，结果表明：SiO2·NH2-GO的抗菌性虽然低于 GO但是高于SiO2-GO。将其负载于PAN基膜表面，由于二氧化硅微球能够提供更大的分子传递通道，因此复合膜纯水通量的提升十分显著，测定结果表明：4 bar下，复合膜的最大纯水通量为92.8 L/(m2·bar·h)，对NaCl、MgSO4和活性黑的最大截留率分别为33.2%、38.4%和91.6%，同样此时复合膜的抑菌率与负载量无关，均保持在16%左右。　　（3）质子化g-C3N4（g-C3N4·HCl）和g-C3N4·HCl/GO/HPEI/PAN复合膜的制备　　以三聚氰胺为原料，使用热缩聚法制备 g-C3N4，通过酸化处理得到g-C3N4·HCl，结果表明：180 min时，1 mg/mL的 g-C3N4与0.1 mg/mL的g-C3N4·HCl对于甲基蓝和活性黑的光降解率大致相同。且200μg/mL的GO、g-C3N4和g-C3N4·HCl的抑菌率分别为：89.1%、76.7%和94.1%。实验测定了不同配比的GO纳米片与g-C3N4·HCl混合制备复合膜的分离性能与抗菌性能，测定结果表明：4 bar下，该复合膜的最大纯水通量为14.5 L/(m2·bar·h)，对NaCl、MgSO4和活性黑的最大截留率分别为74.5%、78.6%和97.8%，此时复合膜抑菌率则均保持在70%左右，因此 g-C3N4·HCl的引入不仅提高了复合膜分离性能与抗菌性能，而且赋予了复合膜自清洁的能力。