现今,由重金属废水排放引起的水污染问题变得日益严重,对人类生命健康带来了威胁。在众多重金属中,铜作为人体所必须的微量元素之一,对所有生物都是不可或缺的,但人体中铜含量一旦超标就会引起各种疾病,甚至造成生命危险。因此,开发一种快速、简便、高效的去除和检测水体中Cu2+的方法尤为关键。在重金属检测方面,电化学传感器由于赋予了电极特定的功能,表现出了极强的优越性。然而,此方法关键在于通过化学修饰电极来实现,这就需要制备一种可以增强电化学传感器灵敏度的电极修饰材料。而重金属离子去除方面,吸附法是目前最经济有效和环保的水处理方法。石墨烯材料由于具有较大的比表面积和丰富的含氧官能团,在制备有效吸附剂时引起了广泛的关注,然而石墨烯在水溶液中分散后片层间存在着较大的π-π堆积作用会造成不可逆团聚现象,且存在难以分离等问题,这在很大程度上限制了其在水处理中的应用。而石墨烯凝胶是石墨烯自组装而成的三维孔状材料,具有超高的孔隙率,优异的富集性能,一定程度上阻止了石墨烯片层间的团聚,且回收利用方便,为石墨烯在吸附检测方面的应用提供了极大的可能。基于此,本文着眼于新型石墨烯凝胶材料的研究,通过化学还原自组装法制备出高孔隙率,高比表面积的石墨烯凝胶材料,将其用作Cu2+吸附剂;并以石墨烯凝胶去修饰电极构筑电化学传感器来实现水体中痕量铜离子的富集与检测。具体研究内容如下:（1）首先,通过化学还原氧化石墨烯（GO）并结合多巴胺（DA）的自聚,制备了聚多巴胺-石墨烯复合水凝胶（PDA-HG）并对其成型效果进行优化探究,进一步通过冷冻干燥技术将其冻干制备成多巴胺改性石墨烯气凝胶（PDA-GA）。采用SEM、BET-BJH、FTIR、及MIP等手段对其进行表征分析;并将该凝胶作为吸附剂用于水体中Cu2+的吸附,探讨聚多巴胺与石墨烯的混合比例、吸附时间、溶液初始浓度等因素对其吸附性能的影响,进而分析其具体的吸附行为。结果表明,在GO:还原剂质量比为1:5、还原时间为8 h、反应温度为60℃时石墨烯复合水凝胶成型效果最佳;GO与PDA质量比例为1:3、吸附时间为120 min、溶液浓度为0.1 mol/L时凝胶对Cu2+的吸附效果最好,吸附量可达341.3 mg/g。其吸附过程以单分子层吸附为主,符合准二级吸附动力学模型。（2）将制得的石墨烯复合水凝胶分散在Nafion试剂中获得均相分散液并以此去修饰玻碳电极构建电化学传感器,采用CV、EIS及CP等电化学测试手段对凝胶修饰电极（PDA-GH-GCE）进行电化学性能表征分析;采用线性扫描阳极溶出伏安法（LSV）检测溶液中的痕量Cu2+,对其检测过程进行优化,并对其重复使用性能、选择性以及干扰性进行分析。结果表明,在富集电位为-0.1 V、富集时间为240 s时对Cu2+的检测效果最佳,Cu2+浓度分别在10-6～10-3mol/L和7.5×10-7～10-8mol/L范围时,对应溶出峰电流与其浓度之间存在良好的线性关系,检出限可达到3.33×10-9mol/L。并且,PDA-GH-GCE具有良好的重复使用性能,对Cu2+检测表现出较好的选择性及抗干扰性。