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近年来,重金属污染以及印染废水的污染加剧得到国内外广泛关注,各类吸附降解材料应运而生。石墨烯作为吸附性能优良的材料得到广泛利用,但存在吸附后较难回收,易发生二次污染的缺陷,因此宏观化石墨烯材料得到发展。本研究在制备单纯还原型氧化石墨烯气凝胶的基础上,添加生物炭、蒙脱石等功能性材料成功制备氧化石墨烯复合气凝胶。以Cd和MB为吸附的目标物,对合成的各类气凝胶进行吸附筛选。利用筛选出的复合气凝胶吸附Cd和MB,研究其吸附性能以及复合气凝胶对Cd和MB的吸附循环使用效果。同时结合SEM、XRD等表征手段探明复合气凝胶的结构以及对污染物的吸附机理。旨在获取高效环保较低成本的吸附材料,并为氧化石墨烯气凝胶在重金属和有机染料污染修复中提供科学理论依据。主要结论如下:(1)以氧化石墨烯为前驱体,加入人工材料生物炭和天然材料(蒙脱石和黄绵土),采用原位自组装方法成功制备氧化石墨烯复合气凝胶。制备的气凝胶有丰富的C=O、-OH等官能团、有序多孔结构和较大比表面积,能提供大量的吸附位点。机械性能优异,且轻质环保,密度可以最低达到0.0035g/cm~3。气凝胶吸附Cd之后,EDS能谱图增加Cd元素,FTIR光谱中,代表官能团C-O、-OH、C=C等的振动峰发生迁移或消失,证明与Cd发生离子交换和阳离子-π作用。气凝胶吸附MB之后,EDS能谱图增加S元素,FTIR图中新增C=S、C-N等伸缩振动峰,同时-OH发生偏移,说明MB的特征峰被引入气凝胶体系中,证明气凝胶吸附MB的成功。(2)以Cd和MB为吸附的目标物,对合成的各类气凝胶进行吸附筛选,在保证吸附量可观的前提下,以复合气凝胶对污染物的去除率为衡量指标,同时结合各类复合气凝胶的机械性能优异程度,确定合适的气凝胶作为后续实验的吸附材料。最终确定选择蒙脱石与GO质量比为1:10、2:1的情况下分别吸附Cd和MB;粗径生物炭与GO质量比为1:2的情况下吸附Cd和MB。(3)筛选出的M-RGO和BC-RGO对Cd和MB的吸附过程。拟二级动力学模型更能有效拟合吸附数据。说明吸附反应的发生由物理和化学吸附共同起作用的结果。BC-RGO对Cd和MB的动力学吸附,Elovich以及双常数模型的相关系数也达到0.9左右,表明发生了化学吸附和络合作用。等温吸附结果显示均更加符合L型,说明复合气凝胶对Cd和MB吸附中单分子层吸附占据主导作用。M-RGO对Cd和MB的最大理论吸附量分别达到370.37mg/g和454.55mg/g;BC-RGO对Cd和MB拟合的最大理论吸附量分别为204.08mg/g和370.37mg/g。热力学吸附实验显示M-RGO和BC-RGO对Cd和MB的吸附结果一致,反应均可自发进行,同时以物理吸附为主,说明多孔结构起到非常大的作用。复合气凝胶对Cd的吸附是熵值减小的放热反应,对MB的吸附是熵值增加的吸热反应。pH的增加促进M-RGO和BC-RGO对Cd的吸附,是离子竞争和共沉淀的结果。气凝胶对MB的去除率变化趋势表现为递增接着递减。四次吸附/解吸循环实验证明M-RGO和BC-RGO的吸附循环使用性能良好,且气凝胶没有出现明显的破碎,可见成功制备的复合气凝胶M-RGO和BC-RGO的循环使用方面具有一定的优越性。