氧化石墨烯（Graphene Oxide,GO）作为石墨烯重要的衍生物,具备优异的机械性能及稳定的孔隙二维结构,在污水处理、海水淡化和能源化工领域极具潜力。目前,燃煤电站主要采用三联箱中和沉淀法处理脱硫废水中的Hg²⁺。但是,由于在此过程中需要添加大量的化学试剂,导致排出废水中悬浮物及含盐量较高,易对地表水产生二次污染,无法满足日益严格的排放标准。基于此背景,本文开展了“氧化石墨烯基膜对脱硫废水中汞离子分离性能研究”,为未来工业化应用奠定基础并提供依据。首先,论文采用Hummers法制备GO,以聚醚砜（Polyethersulfone,PES）微孔滤膜作为支撑层,在压力辅助下组装制备出GO膜。利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）和原子力显微镜（AFM）等分析测试手段对GO膜进行理化性质表征。结果表明,实验所制备的GO氧化程度高,且具有大量羟基,羧基和含氧官能团。此外,通过液氮对分离膜进行断脆,并使用SEM观察断面图发现,所制备的分离膜呈现层层堆叠的状态,膜结构十分紧密。其次,论文自行设计构建了针对分离膜水通量及分离效率的评价装置,并在此装置中,实验考察了功能层负载量、脱硫废水温度、脱硫废水p H、脱硫废水初始Hg²⁺浓度以及共存离子种类等因素对GO膜分离脱硫废水中Hg²⁺性能的影响,并初步探究了GO膜的分离机制。实验结果发现,脱硫废水温度的升高能够提升GO膜对Hg²⁺的分离效果;当功能层负载量为246 mg·m^-2时有利于GO膜对Hg²⁺的分离;脱硫废水的p H值对分离膜影响较大,当p H值为9时可获得最佳分离性能,这主要与膜内羧基的质子化和去质子化过程有关。此外,GO膜在Ca²⁺,Mg²⁺和K⁺复杂的离子成分下也可保持65%以上分离性能,而Na⁺的存在会抑制分离膜对Hg²⁺的分离作用。经探究,GO膜对Hg²⁺的分离机制主要是依靠静电吸附作用、尺寸筛分作用和Donnan效应的共同作用。为了进一步优化GO膜对脱硫废水中Hg²⁺的分离性能,论文采用还原剂单宁酸（Tannin Acid,TA）制备了单宁酸还原氧化石墨烯（Tannin Acid Reduced Graphene Oxide,rGO-TA）膜。利用SEM、XPS、XRD以及FTIR等理化表征手段对rGO-TA膜分析发现,TA内部大量的多酚羟基团对GO膜具有良好的还原性能,能够消除GO膜内部分含氧官能团,大大降低层间距。研究还发现rGO-TA膜的还原程度可根据TA的添加量和还原时间进行调节。在此基础上,进一步探究了rGO-TA膜对脱硫废水中Hg²⁺的分离性能,考察了功能层负载量、脱硫废水温度以及脱硫废水初始Hg²⁺浓度分离性能的影响。实验结果表明,经TA还原后的rGO-TA膜对水分子的阻力降低,从而水通量可提升至56.5 L·m^-2·h^-1。并且,rGO-TA膜相较于GO膜展现出更为优异的分离效率达91.61%以上。其次,rGO-TA膜在不同的分离条件下仍能够保持较好的分离性能。这主要是由于rGO-TA膜相对稳定的膜结构以及分离膜尺寸筛分作用的增强。