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近几年，雾霾越来越严重，城市污水排放不达标，一条条清澈的河流变成污水，当我国沉浸在经济高速发展的同时，这些环境问题也越来越值得引起我们的注意，与生活息息相关的城市污水处理问题是学者们亟待解决的难题之一。其中，有机污染物因其化学稳定性和生物毒性和致癌性，成为最难处理的一类污染物。本课题针对几种多环芳烃（荧蒽，萘，芘），采用自主合成的新型吸附材料—石墨烯基纳米材料，对多环芳烃进行了系统性的吸附研究，确定了各个影响因素的最优化条件，并对比吸附前后吸附剂的变化，通过VMD模拟吸附过程，并探讨吸附机理，最后做了脱附再生实验，具体工作如下： (1)通过改进的Hummers法合成了氧化石墨烯(GO)，并用水合肼还原得到还原氧化石墨烯(RGO)，并通过XRD，TEM，FTIR，BET表征和测试了两种材料的晶型，微观结构，官能团和比表面积。通过表征发现两种材料XRD衍射峰与石墨粉都有不同，计算得到了层间距，侧面证明了氧化石墨烯表面有官能团，层间距较大，与FTIR表征的氧化石墨烯表面含大量含氧官能团（例如-COOH-，-OH等）相吻合，而还原氧化石墨烯表面几乎没有含氧官能团，层间距较小。BET证明了两种材料都具有大比表面积，有成为性能优良的吸附剂的潜质。 (2)研究了溶液酸性对氧化石墨烯和还原氧化石墨烯对荧蒽(FLT)吸附性能的影响。实验结果表明，GO和RGO对FLT的吸附可以在一个较宽的pH范围(2-11)内进行。其中，pH对RGO吸附FLT的影响不大，所以对于RGO吸附条件选择中性（或不用调节pH），而GO在酸性条件下无影响，但在碱性条件下吸附能力略有提升。 (3)研究了温度对氧化石墨烯和还原氧化石墨烯对荧蒽(FLT)吸附性能的影响。实验结果表明，温度对RGO吸附FLT基本无影响，而随着温度的升高，GO吸附FLT的能力有所下降，下降了4.45％。 (4)研究了时间对氧化石墨烯和还原氧化石墨烯对荧蒽(FLT)吸附性能的影响。结果表明，不管是GO还是RGO，吸附过程都在极短的时间内完成，实验过程中吸附1分钟的结果，与吸附1小时后基本无差别，这个结果与VMD模拟得到的结论(＜10 ns)一致，说明吸附过程是一个快速吸附过程。GO和RGO的饱和吸附量分别为0.098 mg/mg和0.186 mg/mg。 (5)研究了盐浓度对氧化石墨烯和还原氧化石墨烯对荧蒽(FLT)吸附性能的影响。实验结果表明，MgCl2或CaCl2的加入都可以提高饱和吸附量， MgCl2和CaCl2的浓度相同的条件下，加入CaCl2比加入MgCl2提高的吸附量更多，GO比RGO提高的更明显。 (6)研究了芳环个数对氧化石墨烯和还原氧化石墨烯吸附性能的影响。实验选取萘(NAP)作为二环的代表，荧蒽(FLT)为三环代表，芘(PYR)为四环代表，结果显示GO和RGO对NAP的吸附能力都高于对FLT和PYR的吸附能力，而对PYR的吸附能力略高于对FLT的吸附能力。这是由于NAP小分子不仅可以被吸附在吸附剂表面，还能被吸附到层与层之间，所以NAP的吸附容量要大于FLT和PYR的吸附容量。FLT和PYR具有相近的分子量，而PYR的结构更趋于平面，π电子云密度比FLT略大，所以吸附容量也比FLT略大。 (7)吸附动力学表明，GO和RGO对PAHs的吸附符合Pseudo-second-order模型;吸附等温线同时符合Langmuir模型和Freundlich模型，室温下GO对NAP，FLT和PYR的最大吸附量分别为0.36 mg/mg，0.098 mg/mg和0.108mg/mg; RGO对NAP，FLT和PYR的最大吸附量分别为0.482 mg/mg，0.186mg/mg和0.217 mg/mg。 (8)比较了GO和RGO吸附前后的XRD和FTIR谱图，发现并没有明显变化，即吸附后并没有改变原来的晶型，表面也没有官能团的明显改变，说明PAHs不是以化学键的方式被吸附在GO和RGO的表面。吸附前后的BET测试可以看出，吸附之后GO的比表面积从33.4688 m2/g变为12.7956 m2/g，RGO的比表面积从260.0548 m2/g变为79.0778 m2/g，两者均有不同程度的降低，说明PAHs被吸附在GO和RGO纳米颗粒的表面，降低了二者的比表面积，RGO比GO降低的更多也从侧面证明RGO的吸附能力比GO强。 (9)脱附再生实验尝试用300W紫外光直接照射吸附后的GO粉末，照射5分钟后再次用于吸附，发现仍然能使溶液中的FLT浓度降到很低的水平，反复3次效果依然很好，发现了一种新的再生方法。 (10)计算模拟NAP分子在GO和RGO表面的吸附过程，得到一些可以和实验结果相吻合的理论依据，GO和RGO的平均吸附时间分别为0.3 ns和0.146ns，平均吸附距离为3.50(A)和3.55(A)，吸附能为-13.148 kcal/mol和-15.748kcal/mol，GO表面吸附层数至少有两层，RGO表面吸附层数至少有三层。