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随着染料工业的迅速发展,大量的染料废水排放到水环境中,给人类的生命健康带来了严重的威胁。吸附法因廉价、高效等优势越来越受到关注。石墨烯由于具有巨大的理论比表面积,在吸附方面得到广泛的应用,但石墨烯存在容易发生团聚的问题,提高石墨烯的吸附性能已经越来越受到研究学者的关注。本文以石墨烯为研究目标,制备具有三维立体结构的石墨烯(r GO)和层状双金属氢氧化物/石墨烯(LDH/r GO),探究r GO和LDH/r GO对染料溶液的吸附性能,主要包括以下内容:(1)采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),以GO为前驱体,并通过水热还原和冷冻干燥的方法制得r GO。X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、能谱仪(EDS)和比表面积测定仪(BET)表征结果表明,所制备的r GO具有三维立体多孔结构。以罗丹明B(Rh B)为目标污染物,对所得r GO的吸附性能进行测试,考察了接触时间、吸附剂的投加量、p H对Rh B去除率的影响。实验结果表明,在r GO投加量为0.5g/L、Rh B浓度为10mg/L、p H值为4的吸附条件下,Rh B的最大吸附量和去除率分别达到了16.55mg/g与82.75%,吸附反应在300min时达到吸附平衡。r GO对吸附Rh B的吸附反应适合用二级反应动力学和Langmuir等温线模型来描述。对比石墨和r GO对Rh B的吸附性能,二者吸附Rh B去除率分别为16.17%和82.75%,r GO具有较好的吸附效果,适合作为水溶液中污染物的吸附剂。(2)通过共沉淀法制备层状双金属氢氧化物(LDH),并通过水热还原和冷冻干燥方法制得层状双金属氢氧化物/石墨烯(LDH/r GO)。XRD、SEM、FT-IR、EDS和BET表征结果表明,所制备的LDH/r GO具有三维立体多孔结构。以Rh B和活性艳蓝(KN-R)为目标污染物,对所得r GO的吸附性能进行测试,考察了质量比不同、接触时间、吸附剂的投加量、p H等因素对Rh B和KN-R去除率的影响。得出结论:质量比为3的LDH/r GO(LDH/r GO-2)的对Rh B和KN-R吸附效果最好;LDH/r GO-2对Rh B的最佳吸附条件是Rh B浓度为10mg/L,吸附剂投加量为0.5g/L,溶液p H值为6;LDH/r GO-2对KN-R的最佳吸附条件是KN-R溶液浓度为30mg/L,吸附剂投加量为0.5g/L、溶液p H值为7、温度为20℃;LDH/r GO-2对Rh B和KN-R的吸附反应均在210min时达到吸附平衡,当吸附平衡时,对Rh B和KN-R的最大吸附量分别可达19.80mg/g和56.73mg/g,去除率分别为99%和94.56%;LDH/r GO-2对Rh B和KN-R的吸附过程都适合用二级反应动力学模型以及Langmuir吸附等温线模型来描述。LDH/r GO-2对染料Rh B的吸附性能优于r GO,说明LDH与r GO的复合有助于r GO吸附性能的提高。通过LDH/r GO-2对阴离子染料(KN-R)、阳离子染料(Rh B)的吸附反应的效率以及吸附反应条件可以得知:LDH/r GO-2是一种具有高效、快速、方便的吸附效果,对反应条件要求不苛刻,对阴、阳离子染料都有较好的吸附性能的吸附剂。