工业化进程的快速发展，给人们生活带来便利的同时，也面临着废水、废气等污染导致的环境问题。作为治理环境的有效技术之一，膜分离技术出现于20世纪初。在实际应用中，膜分离技术面临诸多挑战，膜污染以及低分离效率为其主要限制因素。为进一步发展完善膜分离技术，不同的分离膜材料相继被开发出来，其中具有优异选择性和稳定性的石墨烯材料脱颖而出，成为最具潜力的非传统膜材料。石墨烯是碳原子以六元环形式构筑形成的二维单层晶体，具有优异的机械性能及稳定性。
氧化石墨烯（graphene oxide，GO）具有和石墨烯相似的二维平面结构，其表面分布着大量羟基、羧基和环氧基等极性含氧官能团。这些基团的存在有利于对石墨烯基膜进行功能化设计，从而达到改变膜表面电荷、疏水性以及调节层间尺寸的作用。此外，制备石墨烯基膜的原材料( 石墨) 来源广泛、价格低廉，为石墨烯基膜大量制备及广泛应用提供了有利基础。