隨著人口不斷的增長、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、化學法和生物法，其中物理吸附以其節(jié)能和綠色的特點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、強度高、化學穩(wěn)定性好、可修飾性強以及導電性好等優(yōu)點，不僅可很好的吸附水中的有機溶劑、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物

石墨烯材料可以用來吸附水中有機污染物，例如有機染料、烴類、原油、農(nóng)藥和一些天然有機物質(zhì)。劉兆平教授利用甲酰胺作為驅(qū)動劑，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。去除亞甲基藍和羅丹明B的去除效率分別達到了96.8%和94.6%。氮摻雜所帶來的螺旋通道是使有機物可以連續(xù)高效率的擴散到石墨烯內(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)展對環(huán)境造成了極大破壞，如電子廢棄產(chǎn)品的不當處理對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)域具有很大應用潛力。由于石墨烯表面活性官能團較少，因此許多研究者針對石墨烯進行修飾和改性后，將其應用于重金屬的吸附，取得了較好的吸附效果，甚至可以實現(xiàn)多種重金屬離子的同時吸附去除。

與石墨烯相比，GO由于具有更多含氧官能團，親水性強，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。除了對重金屬具有好的吸附性，GO對放射性元素鈾(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和亞甲基藍的速率較純TiO2有明顯提高。金屬氧化物/石墨烯復合材料則具有非常好的光催化效率，可催化降解有機物、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菌。石墨烯和氧化鎢納米復合材料表現(xiàn)出良好的光催化殺滅噬菌體的特性。TiO2/石墨烯復合材料催化劑在光照下也表現(xiàn)出對線蟲和大腸桿菌的毒副作用