碳基复合材料具有优异的光电、化学以及物理等性能,在膜分离、驱动器、传感器、超级电容器、海水淡化、锂离子电池等领域具有广阔的应用前景。其中,相比于其它维度的材料,二维薄膜在比表面积、力学柔性等方面都具有明显的优势,尤其是具有Janus结构的二维薄膜,因此以碳纳米材料为基础原料来构建具有二维Janus结构的碳基复合薄膜具有重要的实际意义。这里,我们通过简便快捷的方法来构建二维Janus碳基复合薄膜,并拓展了其在污水净化和智能驱动上的应用。本论文主要围绕以下两个方面的工作来开展:1.利用羧基化的碳纳米管(CNTs)为基础原料,通过对其进行高分子的修饰,得到了亲水性的碳纳米管(PAA-CNTs)。然后基于CNTs薄膜网络对纳米粒子的截留效应,以此来截留一些功能性的纳米颗粒Pd@Pt或金纳米粒子(Au NPs),最后通过真空抽滤成功制备了具有Janus结构的CNTs/纳米粒子功能性复合薄膜。该超亲水/水下超疏油的复合薄膜不仅能够有效地分离各种水包油乳液,而且在分离的过程中还可以高效地催化分解油污废水中的有机污染物。且该Janus结构CNTs/纳米粒子功能性复合薄膜具有优异的耐久性和催化再循环性。2.通过在水/空气界面快速、大面积地制备二维碳管薄膜,利用水平转移法将二维碳纳米管薄膜转移到刮涂好的聚偏氟乙烯(PVDF)材料的基底上,制备得到了具有多重刺激响应的Janus结构MWCNTs/PVDF智能驱动器。该Janus结构MWCNTs/PVDF驱动器可以快速地对近红外光和丙酮蒸汽进行刺激响应。同时它也具有优异的弯曲性能和耐用性,在多次的循环测试后仍然保持稳定。并且该Janus结构MWCNTs/PVDF驱动器可以成功应用于仿生学(四臂爪、仿生花、仿生手)。