随着工业飞速发展,工业废水的随意排放造成了严重的重金属污染问题,对人体健康和环境造成了极大的威胁。吸附法是一种能够经济有效治理重金属污染问题的方法,而石墨烯材料作为碳纳米材料的新成员,具有优异的理化性质,巨大的比表面积,非常适合作为吸附剂对重金属进行吸附。本文使用氧化石墨烯（GO）作为前驱体与纳米Fe₃O₄颗粒进行复合,制备出磁性石墨烯气凝胶材料——Fe₃O₄/RGO,并使用该复合材料作为吸附剂对水中的Pb（Ⅱ）、Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）三种重金属进行高效吸附。论文的主要研究成果如下:1.将纳米Fe₃O₄颗粒与GO以1:2的比例进行复合,并通过添加EDA控制制备出Fe₃O/RGO气凝胶。使用SEM、XRD、FTIR和TG对复合材料进行表征,并对其进行磁分离测试。研究结果表明,Fe₃O/RGO能在40s内实现快速磁分离。表征结果中,SEM可以清楚地看出白色纳米Fe₃O₄颗粒附着在孔隙状石墨烯气凝胶表面,XRD和FTIR都可以观测到Fe₃O₄/RGO出现了Fe₃O₄的特征峰,并且GO的特征峰几近消失,XRD结果还在2θ≈23.4°处发现了RGO的特征峰,证明实验成功制备出Fe₃O₄/RGO。TG的燃烧结果也与制备材料时Fe₃O₄与GO投加比相吻合。2.将Fe₃O₄/RGO用于对Pb（Ⅱ）的吸附去除研究,考察了pH、吸附时间、初始浓度、温度对吸附效果的影响,并通过吸附等温模型、吸附热力学模型和吸附动力学模型对其进行拟合,深入研究了该过程的的吸附机理。研究结果表明,Fe₃O₄/RGO对Pb（Ⅱ）的吸附效果随着pH的增加而增加,但综合考虑Pb（Ⅱ）的沉淀对吸附效果的影响,选取pH为6为后续反应的最佳pH。吸附反应能够在120 min内达到吸附平衡时的90%以上,并且吸附量随着溶液初始浓度的增加,先快速增大,随后逐渐趋于平缓。Fe₃O₄/RGO对Pb（Ⅱ）的吸附符合Langmuir等温吸附模型和准二级吸附动力学模型,根据吸附热力学模型计算出的热力学参数?G、?H和?S值可以判断出整个反应是自发且吸热的过程。将Fe₃O₄/RGO和GO对Pb（Ⅱ）的吸附结果进行比较发现,GO的吸附容量略大于Fe₃O₄/RGO,两者Pb（Ⅱ）的的最大吸附容量分别为252.53 mg·g-1和58.48 mg·g-1。这是由于还原过程中GO表面损失了一部分含氧官能团,并且Fe₃O₄的存在也占据了一部分吸附位点。但Fe₃O₄/RGO的吸附能力仍然强于传统吸附剂。3.考察了Fe₃O₄/RGO对Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）的吸附性能并与Pb（Ⅱ）做比较,发现Fe₃O₄/RGO对Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）的吸附也均符合Langmuir等温吸附模型和准二级吸附动力学模型,吸附能力都随着pH、时间、初始浓度的增加而增加。Fe₃O₄/RGO对三种重金属的吸附能力排序为Cu（Ⅱ）>Pb（Ⅱ）>Cd（Ⅱ）。同时还研究了Fe₃O₄/RGO同时吸附三种重金属的情况,发现Fe₃O₄/RGO对每种重金属的能力相较于单独吸附时有所减弱,但仍然保持着较高的吸附能力,吸附能力依然是Cu（Ⅱ）>Pb（Ⅱ）>Cd（Ⅱ）。结果表明,Fe₃O₄/RGO是一种良好的吸附材料,具有应用发展的潜力。