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随着工业化的快速发展,水体重金属离子污染造成了严重的环境问题。利用石墨烯基复合材料作为吸附剂去除废水中重金属离子污染是近年来发展起来的一种安全、简便、高效的水处理新技术。本论文以胺基改性的磁性氧化石墨烯(MGO-NH2)为载体,乙二胺(EDA)和丙烯酸甲酯(MA)为功能单体,利用逐代接枝法和磁分离技术,在MGO-NH2表面分别接枝G0.5、G1.0、G1.5、G2.0、G2.5、G3.0、G3.5和G4.0聚酰胺-胺(PAMAM)树枝状高分子,制备磁性氧化石墨烯接枝PAMAM树枝状高分子(MGO-PAMAM)。利用透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、元素分析仪、X射线光电子能谱仪(XPS)、热重分析仪(TGA)、振动样品磁强计(VSM)和Zeta电位仪对所制备样品的形貌、结构和性能进行了表征分析。最后利用批次实验的方法研究了MGO-PAMAM对水溶液中Hg(II)、Ag(I)和Pb(II)的吸附性能,考察了PAMAM接枝代数、重金属离子初始浓度、溶液p H值、吸附时间和温度等因素对MGO-PAMAM吸附性能的影响,采用准一级、准二级动力学模型以及颗粒内扩散模型研究了其吸附动力学,采用Langmuir、Freundlich、Temkin和Dubinin-Radushkevich等温吸附模型研究了其等温吸附过程,并进一步探究了其吸附原理。研究结果表明,不同代数的PAMAM被成功地接枝在了MGO-NH2载体上,其中表面接枝G3.0 PAMAM树状高分子的MGO-NH2(MGO-PAMAM-G3.0)对Hg(II)、Ag(I)和Pb(II)的吸附量最大,其最大吸附量分别为113.71 mg·g-1、52.06mg·g-1和36.96 mg·g-1。其吸附动力学更加符合准二级动力学模型,吸附等温线更加符合Langmuir等温模型。MGO-PAMAM-G3.0对水溶液中的Hg(II)、Ag(I)和Pb(II)的吸附以发生在均质表面的单层化学吸附为主。在吸附过程中MGO-PAMAM-G3.0将Hg(II)和Ag(I)分别还原为Hg(I)和单质Ag,将Pb(II)仅络合在其表面。此外,MGO-PAMAM具有良好的磁性能,比饱和磁化强度能够满足吸附后固液分离的要求。