氧化石墨烯（graphene oxide,GO）巨大的比表面积、丰富的π电子、边缘的含氧官能团和可修饰性使其成为一种高效的吸附剂被广泛应用于环境污染物的去除。本课题以GO为基底材料制备了两种石墨烯基复合材料并将其应用于环境污染物的吸附,考察了吸附作用机制。结果对研究大环多胺、聚合离子液体（polymeric ionic liquid,PIL）功能化石墨烯复合材料以及去除环境污染物有重要的应用价值及理论意义。主要研究内容如下:制备了5,7,7,12,14,14-六甲基-1,4,8,11-四氮杂环十四烷（Me₆[14]aneN₄）和5,12-二甲基-7,14-二苯基-1,4,8,11-四氮杂环十四烷（Me₂Ph₂[14]aneN₄）两种大环多胺,并将其键合至GO表面制备复合材料GO@Me₆[14]aneN₄和G@Me₂Ph₂[14]aneN₄。采用FT-IR、SEM、TEM和EDX分析手段对复合材料进行表征。将两种复合材料作为吸附剂,考察了其对环境污染物的吸附性能。结果表明,GO@Me₆[14]aneN₄对有机污染物的吸附性能优于G@Me₂Ph₂[14]aneN₄。选取对硝基苯胺（p-nitroaniline,PNA）作为分析物探讨GO@Me₆[14]aneN₄的吸附动力学和等温线,GO@Me₆[14]aneN₄对PNA的吸附行为符合二级动力学吸附模型;吸附过程符合Langmuir吸附模型,属于单分子层吸附,最大吸附容量为150.15 mg/g;吸附机理主要归因于π-π作用和氢键相互作用。为了进一步探讨GO@Me₆[14]aneN₄的吸附作用机制及扩展其作为吸附剂的广泛适用性,又分别考察了GO@Me₆[14]aneN₄对有机污染物硝基酚类物质和无机物金属离子的吸附性能。结果表明,吸附性能优异且不存在竞争吸附,吸附机理除了以上作用外还存在络合作用和静电作用。制备了聚合离子液体-磁性介孔二氧化硅石墨烯（G-Fe₃O₄@SiO₂-PIL）复合材料。采用SEM、TEM、XRD、VSM和BET分析手段对复合材料进行表征。首先将G-Fe₃O₄@SiO₂-PIL的前体材料磁性石墨烯（G-Fe₃O₄）作为吸附剂,考察了其对环境污染物中染料的吸附性能。结果表明,G-Fe₃O₄对阳离子染料亚甲基蓝、罗丹明B、柯衣定、孔雀石绿和中性红的吸附效率分别为100.0%、99.5%、99.6%、97.4%和97.9%;而对阴离子染料胭脂红和苋菜红的吸附率分别只有54.6%和36.4%。这是由于石墨烯与染料之间的π-π相互作用以及石墨烯边缘带负电的羧基与阴阳离子染料间的静电作用,使得G-Fe₃O₄对阳离子染料吸附效果较好而对阴离子染料吸附效果还有待提高。然后将G-Fe₃O₄@SiO₂-PIL作为吸附剂,考察了其对环境污染物的吸附性能。G-Fe₃O₄@SiO₂-PIL对阳离子染料罗丹明B、亚甲基蓝和阴离子染料胭脂红、苋菜红的吸附效率分别为100.0%、97.1%、100.0%和100.0%。与G-Fe₃O₄相比,G-Fe₃O₄@SiO₂-PIL对阴离子染料的吸附效率明显增加,这是由于引入的PIL中大量的咪唑基团带有丰富的正电荷,与阴离子染料之间存在静电作用。为了进一步研究G-Fe₃O₄@SiO₂-PIL的吸附性能,最后探讨了其对塑化剂、抗菌剂、抗生素和大分子腐殖酸的吸附效果。综上所述,G-Fe₃O₄@SiO₂-PIL对分析物的吸附主要归因于石墨烯与染料之间的π-π相互作用、石墨烯边缘带负电的羧基与阳离子染料之间的静电相互作用、介孔内壁PIL中带正电荷的咪唑基团与阴离子染料之间的静电相互作用以及G-Fe₃O₄@SiO₂-PIL与分析物之间的疏水作用和氢键作用。