GO膜基于其二维纳米通道的空间位阻效应应用于纳滤和超滤领域已被广泛证实，然而，利用GO膜实现脱盐性能仍有很大挑战。除了尺寸排除效应，溶质离子与GO膜表面的sp2区域和含氧官能团之间存在多元静电和化学相互作用，因此GO膜也有望应用于脱盐领域。Sun等通过真空抽滤GO和氧化钛（Titania，TO）纳米片的混合水溶液制备了GO/TO膜。利用弱紫外光照对GO/TO膜进行光催化还原。通过调控GO与TO的含量比例和还原程度优化薄膜的结构和分离性能。
通过XRD对GO/TO膜的结构进行表征，如图1-54所示，在干燥状态下，紫外光的照射对复合膜的层间距几乎没有影响。在完全湿润状态下，当紫外光照时间大于1d后，复合膜的层间距由约0.95nm增加至约1.22nm。这主要是因为当GO/TO膜经紫外光照射时，一方面GO纳米片被还原，层间距减小，溶胀性能减弱；另一方面，TO纳米片发生光致亲水转变，空气中更多的水分子吸附插入复合膜层间使层间距增大，溶胀性能增强。
图1-54 紫外光催化还原0～5d的GO/TO膜的XRD表征
对rGO/TO膜进行浓度梯度驱动离子扩散实验，通过同位素标记法研究盐溶液中水分子和钠离子的跨膜传输特性，如图1-55所示，rGO/TO膜与GO/TO膜相比，水渗透速率略微降低，钠离子几乎被完全阻隔，这说明rGO/TO膜具有优异的脱盐性能。经计算，rGO/TO膜的水透过量可保持在60％以上，而名义脱盐率可高达约92.7％。rGO/TO膜优异的脱盐性能主要是因为还原使复合薄膜层间距减小，优异的水透过率主要是因为TO的光致亲水转变特性，使复合膜的润湿性不会降低，有利于保持较高的水通透性。
图1-55 紫外还原0d和3d后的GO/TO膜的脱盐性能
（a）（b）水的渗透特性曲线和归一化的扩散速率；（c）（d）钠离子的渗透特性曲线和归一化的扩散速率
Sun等还合成了单层Co-Al和Mg-Al层状双氢氧化物（Layered Double Hydroxide，LDH）纳米片，然后将带有相反电荷的GO和LDH纳米片组装制备了GO/LDH膜，实现了仅根据离子电荷量对不同离子的选择性分离。(https://www.xing528.com)
如图1-56是GO和LDH纳米片及其异质组装的结构示意图。以GO/LDH膜(Co-Al)为例，采用XRD表征复合薄膜的结构，结果表明GO/LDH膜由阴离子性GO和阳离子性LDH纳米片的超晶格单元构成。层间距约为0.77nm，其代表相邻二维构筑模块的平均面间距离。对GO/LDH膜的结构对湿度变化的响应探究结果表明，复合膜的层间距对湿度变化不敏感，将复合膜浸入水中完全润湿，其层间距与干燥状态下基本不变，保证了复合膜在水中的结构稳定性。
图1-56 GO和LDH纳米片及其异质组装的结构示意图
对该复合膜进行浓度梯度驱动离子扩散实验，如图1-57所示，具有不同价态的金属阳离子在GO/LDH膜中的传输遵循电荷主导的趋势，不受阳离子种类的影响。一价和三价金属阳离子间的扩散率之比高达30。同时，复合膜对金属阳离子（如钠钾离子）的传输速率几乎不受阴离子种类影响（如Cl-、NO-3和CO2-3），这表明离子在GO/LDH膜中的跨膜传输仅由正电荷主导，进一步简化了选择性离子分离的要求。GO/LDH膜的电荷驱动离子分离的特性主要归因于LDH纳米片插入GO层间导致纳米通道收缩和疏水化，以及来自LDH纳米片的静电相互作用和来自GO纳米片的化学相互作用之间的协同效应的结果。
图1-57 GO/LDH复合膜对不同盐离子的跨膜传输特性
（a）～（d）GO/LDH膜（Co-Al）对不同盐的跨膜渗透曲线和扩散率（以AlCl3为基础进行归一化）
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