氧化石墨烯是一种二维碳材料,由于其较大的比表面积和表面丰富的官能团成为了化学、物理、材料等领域的研究热点。在环境领域中石墨烯具有巨大的应用前景,优越的物理、化学性质使石墨烯在对污染物的吸附、转化和检测中占有重要的一席之位。但是在环境应用中,石墨烯在水中难分离、易堆垛,甚至容易在水环境中迁移扩散造成二次污染的问题;另一方面,由于小颗粒吸附剂的局限性,较低的水渗透系数限制了其在实际水处理过程中的进一步应用,尤其是在高通量的过滤过程中。针对以上背景,本研究主要分为两个部分:在具有微米级尺度的贯穿通道聚丙烯框架结构上引入带有正电荷的甲基丙烯酸二甲氨乙酯(DMAEMA)接枝聚合链负载氧化石墨烯(GO),可以在GO和PP纤维之间构建支撑框架从而形成纳米尺度的通道,制备出具有双尺度孔道结构的吸附材料用于对水中污染物的快速去除,以及进一步对污染物在微米级和纳米级孔道内的扩散和吸附行为进行分析;采用氧化石墨烯和聚乙烯亚胺(PEI)层层自组装的技术在具有微米级尺度的贯穿通道聚丙烯框架结构的两面进行沉积,制备出具有多级石墨烯通道“三明治”结构的吸附材料用于对水中污染物的去除,并探究了GO的循环沉积次数和层间尺寸对污染物的去除影响。得到如下结论:(1)具有微米级通道的聚丙烯非织造布框架的引入,保证在高通量的条件下有机分子在孔道内部的扩散与流动,确保了氧化石墨烯在高通量条件下对有机污染物的捕捉。纳米级通道的构建,保持了氧化石墨烯吸附位点的暴露。在吸附过程当中,负载的氧化石墨烯保持了本身74.13%的吸附能力,说明了氧化石墨烯的两面都可提供丰富的吸附位点。(2)石墨烯多级通道的构建增加了污染物在内部扩散路径,延长污染物在吸附材料内部的停留时间,增加了潜在暴露的吸附位点与污染物分子的碰撞几率。持续流通的过滤体系也有利于有机污染物从溶液向氧化石墨烯层间通道内的扩散和和传质,完成对污染物的有效去除。