Hg（Ⅱ）和Cr（Ⅵ）是严重的重金属污染源。吸附法因设备简单、快速易操作等特点,被广泛的用于重金属废水处理领域。作为吸附剂,氧化石墨烯（GO）由于其表面丰富的官能团和大的比表面积,在环境水处理领域显示出了巨大的潜力。本文提出了基于偶联和希夫碱反应制备了系列GO基吸附剂用于水中Hg（Ⅱ）和Cr（Ⅵ）的去除,考察GO基吸附剂对水中Hg（Ⅱ）和Cr（Ⅵ）的吸附性能,并对其相关吸附机理进行了系统的探索和研究。针对大多数吸附剂对低浓度Hg（Ⅱ）处理效率低的问题,以含巯基的硅烷偶联剂为前驱体,通过交联法制备了巯基官能化GO（S-GO）。S-GO对Hg（Ⅱ）的饱和吸附量可达到3490 mg/g,在60分钟内能够将浓度为1.59 mg/L的Hg（Ⅱ）降至饮用水标准（0.002 mg/L）。在其他干扰金属离子共存的情况下,Hg（Ⅱ）对Pb（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和Cu（Ⅱ）等共存离子的分离因子SF在10~3～10~5,表明该吸附剂对Hg（Ⅱ）具有高选择性。经过10次吸附解析循环后,该吸附剂对Hg（Ⅱ）的去除效率仍然可以达到92.4%。同时,S-GO能够有效的将PVC行业废水中Hg（Ⅱ）降低到排放标准。XPS和FTIR等结果揭示该吸附剂对Hg（Ⅱ）的去除机理主要通过吸附剂表面含有-SH和-OH官能团与Hg（Ⅱ）的配位。针对水热、自组装合成聚（烯丙胺盐酸盐）（PAH）功能化GO结合力弱和酰胺化试剂昂贵等问题,通过偶联和希夫碱反应相结合制备了PAH交联氨基改性GO（PAH-ASGO）吸附剂。吸附动力学结果表明,PAH-ASGO对Cr（Ⅵ）的初始吸附率可达到1736 mg/g·min,超过先前报道的所有氨基官能化吸附剂。PAH-ASGO可以在10 s内有效地将浓度为9.9 mg/L的Cr（Ⅵ）降至0.004 mg/L,远低于Cr（Ⅵ）在饮用水中的最大允许水平（0.05 mg/L）。吸附剂在10个循环后仍展示出91.8%的去除效率。同时,PAH-ASGO也能够有效将工业废水中的Cr（Ⅵ）处理到排放标准。为了提高GO对Cr（Ⅵ）的吸附能力,通过偶联和希夫碱反应相结合制备了富氨基的聚合物聚乙烯亚胺（PEI）能化GO（PEI-ASGO）吸附剂。吸附等温结果表明,PEI-ASGO对Cr（Ⅵ）的饱和吸附量可达1185 mg/g,超过了之前报道的大多数GO基材料。此外,循环实验表明,复合材料在40次循环后仍能将Cr（Ⅵ）去除至饮用水标准。XPS和FTIR等结果表明PEI-ASGO主要通过静电吸附和还原作用去除水中的Cr（Ⅵ）。PEI-ASGO也能够有效的将工业废水中的Cr（Ⅵ）处理到排放标准。由于Cr（Ⅵ）和Hg（Ⅱ）之间物理和化学性质的巨大差异,大多数吸附剂只能够单独而不是同时去除水中的Cr（Ⅵ）或Hg（Ⅱ）。通过共价结合的方式将具有多齿配体的4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4-三唑键（AHMT）合到GO上,得到AHMT-ASGO多孔吸附剂。研究结果表明,在p H=1.0-10.0的范围内该吸附剂对Cr（Ⅵ）和Hg（Ⅱ）都表现出好的吸附能力,其饱和吸附量分别为734.2和1091.1mg/g,分别是GO的14.36和5.61倍。此外,该吸附剂在同时去除溶液中Cr（Ⅵ）和Hg（Ⅱ）的效率分别超过99.9%和98.6%。吸附动力学和拓展吸附等温线表明该吸附剂对Cr（Ⅵ）和Hg（Ⅱ）是双层吸附过程,Hg（Ⅱ）先被迅速地吸附在材料表面,随后Cr（Ⅵ）被逐渐吸附并取代部分Hg（Ⅱ）的吸附位点。为了解决GO基吸附剂分离难的问题,合成AHMT功能化的磁性GO吸附剂,通过外在磁场,在30秒内可以将吸附了Cr（Ⅵ）和Hg（Ⅱ）的磁性吸附剂迅速的从水中分离。