隨著人口不斷的增長(zhǎng)、工業(yè)廢水的亂排亂放、城市生活垃圾、農(nóng)藥噴灑等等，造成水污染情況不斷加劇，水是生命之源，治理污水迫在眉睫，所以近年來人們開始積極尋找污水處理與利用的方法。

常見的污水處理方法有物理法、化學(xué)法和生物法，其中物理吸附以其節(jié)能和綠色的特點(diǎn)成為污水處理中最方便和環(huán)保的方法。傳統(tǒng)的物理吸附劑有：活性炭、活化煤、焦炭、煤渣、樹脂、木屑等，但是存在吸附容量小、消耗量大和吸附循環(huán)次數(shù)少等問題。

石墨烯擁有比表面積大、強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、可修飾性強(qiáng)以及導(dǎo)電性好等優(yōu)點(diǎn)，不僅可很好的吸附水中的有機(jī)溶劑、重金屬等污染物，還可作為催化劑載體，催化水中污染物的降解，因而作為污水處理材料被人們廣泛研究。

石墨烯吸附水中的有機(jī)物

石墨烯材料可以用來吸附水中有機(jī)污染物，例如有機(jī)染料、烴類、原油、農(nóng)藥和一些天然有機(jī)物質(zhì)。劉兆平教授利用甲酰胺作為驅(qū)動(dòng)劑，通過普通加熱的方式制備具有納米卷結(jié)構(gòu)的氮摻雜三維石墨烯材料。去除亞甲基藍(lán)和羅丹明B的去除效率分別達(dá)到了96.8%和94.6%。氮摻雜所帶來的螺旋通道是使有機(jī)物可以連續(xù)高效率的擴(kuò)散到石墨烯內(nèi)層的關(guān)鍵。

石墨烯在治理重金屬污染中的作用

不加限制的科技發(fā)展對(duì)環(huán)境造成了極大破壞，如電子廢棄產(chǎn)品的不當(dāng)處理對(duì)水體造成了重金屬污染。而石墨烯由于具有超大比表面積，其在吸附劑領(lǐng)域具有很大應(yīng)用潛力。由于石墨烯表面活性官能團(tuán)較少，因此許多研究者針對(duì)石墨烯進(jìn)行修飾和改性后，將其應(yīng)用于重金屬的吸附，取得了較好的吸附效果，甚至可以實(shí)現(xiàn)多種重金屬離子的同時(shí)吸附去除。

與石墨烯相比，GO由于具有更多含氧官能團(tuán)，親水性強(qiáng)，因此更容易被修飾，也使其更易與金屬形成絡(luò)合物，因此更有利于水中重金屬的吸附。除了對(duì)重金屬具有好的吸附性，GO對(duì)放射性元素鈾(VI)也具有很好的吸附性。

石墨烯作為催化劑載體降解污染物

石墨烯巨大的比表面積和表面豐富的官能團(tuán)賦予其優(yōu)異的特性，使其作為催化劑載體等方面具有較大的潛力。研究表明，以石墨烯為載體制備的二氧化鈦/石墨烯光催化劑在紫外光下降解羅丹明B和亞甲基藍(lán)的速率較純TiO2有明顯提高。金屬氧化物/石墨烯復(fù)合材料則具有非常好的光催化效率，可催化降解有機(jī)物、還原重金屬陽離子以及凈化水。

石墨烯催化劑還可以殺死污水中的細(xì)菌。石墨烯和氧化鎢納米復(fù)合材料表現(xiàn)出良好的光催化殺滅噬菌體的特性。TiO2/石墨烯復(fù)合材料催化劑在光照下也表現(xiàn)出對(duì)線蟲和大腸桿菌的毒副作用