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吸附法是去除废水中铜离子的重要方法之一。其关键在于吸附剂的选择与制备。氧化石墨烯(graphene oxide GO)具有巨大的比表面积,而且含有大量如环氧基、羟基和羧基等电负性的含氧官能团,通过静电吸附能有效地吸附阳离子,被视为一种可用于吸附金属阳离子的优秀吸附剂。由于制备条件的不同,导致GO氧化程度和缺陷度的差异,GO的这些结构差异是否影响其吸附重金属的性能,将是全面了解GO吸附特性的重要内容。为了探讨GO结构对吸附重金属离子性能的影响,采用改进的Hummers法,通过调节氧化剂KMn O4和保护剂H3PO4的剂量,制备了一系列不同氧化程度(GO1,GO5和GO6)与不同缺陷度的氧化石墨烯(GO1-GO4),采用傅里叶红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)、X射线电子能谱(XPS)、元素分析(EA)和原子力显微镜(AFM)对其进行了表征。通过对Cu2+溶液的吸附实验,探明了p H值、Cu2+初始浓度、反应时间、温度和离子强度等对不同氧化程度与缺陷度GO吸附Cu2+的影响规律和差异性,探讨了GO的氧化程度与缺陷度对吸附重金属离子影响的机理。通过吸附-解吸循环实验,考察了GO作为吸附剂的再生性,以期为GO吸附水中重金属的应用提供科学依据。GO1-GO6均含有羧基、羟基和环氧基等含氧官能团,C/O值分别为2.00、1.96、2.00、1.97、2.59和4.64,厚度分别为1.1、1.2、1.3、1.0、1.2和1.2nm,层间距分别为0.97、0.92、0.91、0.89、0.86和0.75nm。六种GO的氧化程度排序为:GO1≈GO2≈GO3≈GO4>GO5>GO6,缺陷度排序为:GO6<GO5<GO1<GO2<GO3<GO4。不同氧化程度和缺陷度的GO的含有相同的含氧官能团。GO的氧化程度随着氧化剂KMn O4的剂量增加而增加,与保护剂H3PO4的剂量无显著关系;当氧化剂KMn O4充足时,GO的缺陷度决定于保护剂H3PO4的剂量;当保护剂H3PO4的剂量充足时,GO的缺陷度随着氧化程度增加而增加。GO1-GO6对Cu2+的吸附在120min内达到平衡,其吸附容量在p H值小于6.0时随p H值的升高而提高,随温度的升高而升高,随Cu2+初始浓度的增大而增大。在T298K,p H5.5,Cu2+的初始浓度为50mg/L时,GO1-GO6对Cu2+的平衡吸附容量分别为91.6,90.3,92.3,90.4,78.7和48.8mg/g,随着氧化程度的提高,GO对Cu2+的平衡吸附容量显著增加;而GO的缺陷度对其吸附性能无显著影响。六种不同氧化程度和缺陷度的GO对Cu2+的吸附过程均符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型,是均匀的单分子层吸附且由化学反应控制;不同氧化程度和缺陷度的GO对Cu2+的吸附均是自发的吸热过程。HCl解吸液的浓度对解吸GO上吸附Cu2+的有显著的影响,随着解吸液浓度增加到1mol/L,最大的解吸率达到97.6%。GO具有良好的再生性能,重复使用五次后,对的Cu2+吸附率仅下降了约11%,吸附容量仍有82.0mg/g。