近年来,随着食品加工、生物制药、海水淡化工业的快速发展,工业废水的排放已对环境造成严重污染,对其净化处理的意义十分重大。膜分离技术是处理废水最为有效的方法之一,而膜材料的选择与制备也至关重要。目前,无机膜材料中的多孔陶瓷膜,在膜分离方面具有良好渗透性能,但主要问题在于孔隙率高,对流体阻力小,选择分离性差。而氧化石墨烯作为二维碳纳米材料,其自身具有良好的机械强度、柔韧性及疏水性,与多孔陶瓷复合可有效的解决其自身存在的问题。因此,本文以多孔陶瓷膜为支撑体,氧化石墨烯为膜材料,利用不同方法成功制备出氧化石墨烯/多孔陶瓷复合膜材料,该复合膜材料能有效改善多孔陶瓷膜的选择分离性。(1)以天然石墨及膨胀石墨为原材料,利用Hummers法制备氧化石墨烯,并通过TEM表征手段对两种原材料微观形貌进行分析,结果表明:膨胀石墨制得氧化石墨烯结构疏松,片层间形成较大孔隙且不易发生团聚。通过AFM表征手段测定了氧化石墨烯片径大小,结果表明:两种不同原材料制得氧化石墨烯片径大小无明显变化。通过XRD表征手段对氧化石墨烯氧化程度进行分析。结果表明:膨胀石墨制得氧化石墨烯氧化程度更高,更宜作为复合膜材料。(2)使用硅烷偶联剂对多孔陶瓷进行改性并以此为支撑体,以壳聚糖与纳米硅溶胶的混合溶液作为氧化石墨烯改性液,利用浸渍提拉法制备亲水性氧化石墨烯/多孔陶瓷复合膜。采用XRD、SEM等表征手段分析纳米硅溶胶对氧化石墨烯性质变化的影响,实验结果表明:壳聚糖改性后的氧化石墨烯自身性质未发生变化,且壳聚糖分散于GO片层中抑制了GO的团聚。同时采用SEM及表面接触角等表征手段分析膜厚度对复合膜渗透性的影响。实验结果表明,氧化石墨烯经改性后,其膜层间距变大,膜厚在12~20μm之间,且随膜厚增大其选择渗透性减弱。(3)采用高温还原法制得石墨烯,通过物理沉积法、物理气相沉积等多种制备方法得到石墨烯/多孔陶瓷复合膜。采用XRD、SEM及表面接触角等表征手段对石墨烯的还原程度及石墨烯复合膜稳定性、疏水性能进行分析。结果表明:石墨烯易发生团聚,不能形成均匀致密的膜;高温条件下加入还原剂后,石墨烯的还原程度有所提高;利用物理气相沉积还原法制得的石墨烯复合膜疏水性良好,且片层结构致密均匀,稳定性高。