与常规的污水处理技术和消毒技术相比,电化学水处理技术具高电催化活性和电化学氧化效率,因而在水处理领域具有广阔的应用前景。在本研究中,基于碳纳米管（Carbon nanotube,CNT）膜的优异的导电性和分离性能,通过二氧化钛（TiO₂）改性CNT材料,以期提升其渗透性和抗污染性;利用导电性的还原氧化石墨烯（Reduced graphene oxide,rGO）作为致密光滑且亲水的膜表面,以期提升复合膜的抗污染性。以rGO-CNT/TiO₂复合膜作电极,将膜分离技术与电化学技术耦合,通过自制的平板过滤器,在电场强化辅助作用下,改善复合膜的抗污染性能,赋予复合膜电化学氧化还原功能。主要研究内容总结如下:（1）复合膜制备方法的探索与表征。首先,采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯（Graphene oxide,GO）,再由抗坏血还原GO制备rGO,采用超声分散的方式制备rGO分散液;然后,利用两亲表面活性剂气溶胶OT作为电荷诱导剂和超声分散的方式,以控制变量法制备不同比例的CNT和TiO₂分散液;最后,通过真空抽滤的方式制备了不同比例的rGO-CNT/TiO₂复合膜。实验使用傅里叶红外光谱仪（FTIR）、热重分析仪（TG）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射仪（XRD）、原子力电子显微镜（AFM）、接触角测试（CA）对所制备的rGO进行表征分析;同时对所制备的不同比例的CNT/TiO₂进行SEM、TEM、XPS、XRD、AFM、CA表征分析。分析结果表明,rGO的成功制备和TiO₂成功掺杂至CNT管壁上,还原后而得的rGO仍含有含氧官能团以及rGO具有更加光滑且亲水的膜表面,以此能够提升复合膜的抗污染性。TiO₂的掺杂能够提升CNT膜的亲水性,以此能够提升复合膜的渗透性。（2）复合膜的脱色性能测试。将复合膜应用于电场强化膜过滤处理系统中进行以亚甲基蓝（Methylene blue,MB）为代表的小分子碱性染料脱色性能测试。实验表明,rGO-CNT复合膜、rGO-CNT/TiO₂（3:1）复合膜和rGO-CNT/TiO₂（1:1）复合膜均在外加电压为3.0 V时,对MB溶液能够达到最高的脱色率,分别为:96.9%、93.1%和88.9%;通过TiO₂的掺杂也成功地提升了复合膜的通量,分别为:155.7、332.5、385.0 LMH。TiO₂的掺杂分别提升了CNT基复合膜对MB溶液的脱色效率1.0倍和1.3倍。在以CNT与TiO₂的掺杂比例为3:1和外加电压为3.0 V的基础上,对复合膜进行脱色效率影响因素分析,实验结果表明,最佳脱色效率条件为:以0.1 mol/L的NaCl为电解质溶液,pH接近中性,染料浓度低于10 mg/L。该复合膜同样能够对以亮蓝R（Brilliant blue R,BBR）为代表的大分子酸性染料进行脱色,其脱色率为85.7%,并且能够在混合染料的条件下对MB和BBR同时进行脱色,其脱色率分别为78.0%和79.0%。在有溶解氧的情况下,由于作阴极的复合膜能够原位产生强氧化性的H₂O₂,对MB溶液达到87.8%的脱色率。（3）复合膜的抗污染性能测试。以牛血清蛋白（Bovine serum albumin,BSA）、海藻酸钠（Sodium alginate,SA）、聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol,PVA）为特征污染物抗污染性能测试,实验结果发现通过掺杂相对光滑致密亲水的rGO至复合膜的表面,rGO-CNT/TiO₂复合膜在错流过滤系统中的抗污染性能也明显提升,分别提升了复合膜6.0%、2.4%、8.0%的抗污染性能。在外加电场的辅助下,由于静电斥力和阴极膜原位产生具有强氧化性的过氧化氢（H₂O₂）的作用,rGO-CNT/TiO₂复合膜的抗污染性在错流过滤系统中也明显提升。随着负电压的降低而升高,在外加电压为-3.0 V时,分别提升了复合膜8.9%、15.0%、12.2%的抗污染性能。本研究通过对实验数据进行线性拟合分析,分析结果表明,以BSA、SA和PVA为污染物时,引起膜污染的原因是滤饼层的形成。综上所述,在电化学的辅助作用下,能够赋予复合膜电化学氧化作用和提升复合膜的抗污染性。通过rGO作为膜表面能够有效缓解膜污染,通过TiO₂的掺杂能够有效提升复合膜的膜通量,同时提高复合膜的脱色效率。本研究为CNT基膜在水处理领域应用提供了新思路,为电场强化膜分离过滤过程提供了一定的技术支撑。