近年来随着经济及工农业的快速发展，地下水污染也越来越严重。硝酸盐氮已成为进入水体最频繁的污染物之一，且污染具有日益恶化的趋势，地下水硝酸盐氮污染已成为全世界关注的热点。由于硝酸盐氮污染的危害性及紧迫性，地下水硝酸盐氮的去除技术研究成为一个热点。纳米材料具有比表面积大，活性强等特点，能够快速的去除有机物、硝酸盐及重金属等污染物，因而受到更多研究者的关注，纳米技术的发展为地下水处理提供了更多的研究思路。已有研究表明，纳米铁对硝酸盐氮有较高的去除率，但还原产物主要为氨氮，生成率高达90%以上，且初始反应速率不是很高，不能很好的适应高浓度硝酸盐氮去除。因此，开展地下水硝酸盐氮污染治理理论与技术方法研究，探讨高效简便的地下水硝酸盐氮处理方法，仍然是地下水污染治理研究工作的重要内容，具有重要的理论价值和现实意义。因此本文以石墨烯为载体，采用液相还原法将纳米铁负载于石墨烯上，然后进行去除硝酸盐的静态实验，在比较研究还原铁粉、纳米铁与石墨烯负载纳米铁去除能力的基础上，深入研究了石墨烯负载量、硝酸盐氮初始浓度、pH、溶解氧和共存离子等因素对去除效果的影响，探讨了石墨烯负载纳米铁去除硝酸盐的反应机理。论文的主要研究结论如下：（1）还原铁粉在中性条件下基本不与硝酸盐反应，只有在较低pH条件下才对硝酸盐氮有较好的去除效果；纳米铁在中性条件下即能较好的去除硝酸盐氮，90分钟去除率即能达到80%以上，当硝酸盐氮初始浓度为50mg/L时，纳米铁去除硝酸盐氮反应符合一级反应动力学方程。（2）石墨烯负载纳米铁去除硝酸盐氮效率明显高于纳米铁，且氨氮生成率为79%左右，较之纳米铁有所降低。石墨烯与纳米铁最佳负载比为5：1；在石墨烯负载纳米铁投加量相同情况下，随着硝酸盐氮初始浓度的增大，去除率有所下降；较低pH，能够不同程度的提高去除率，主要是因为较低pH能够及时更新石墨烯负载纳米铁反应面；水中溶解氧浓度越大，石墨烯负载纳米铁对硝酸盐氮去除效率越低，这是因为溶解氧氧化纳米铁，降低了还原硝酸盐氮的能力；共存离子Cl-、SO₄^2-、PO₄^3-对去除硝酸盐氮效果均有影响，影响程度由大到小依次为：PO4_<sup>3-、SO₄^2-、Cl^-。（3）通过对石墨烯负载纳米铁与硝酸盐反应0、30、90分钟后剩余物进行SEM研究发现，制备的纳米铁为颗粒状球体，直径为20⁸0nm，随着反应的进行，颗粒状的纳米铁逐渐被消耗，变成絮状物；经动力学研究表明，石墨烯负载纳米铁与硝酸盐的反应级数n=0.45，表明该反应不是一个简单的一级化学反应，而是一个由化学反应、吸附/解吸等的组成的复杂过程。