石墨烯具有巨大的比表面积、极好的机械强度,被广泛作为吸附剂应用于对水中有机污染物的吸附去除。由于二维石墨烯片层之间强烈的π-π堆叠和范德华力的作用,石墨烯在水溶液中容易团聚,降低了其本身应有的比表面积,因而在一定程度上限制了石墨烯的吸附性能。此外,纳米石墨烯吸附剂在实际应用中难以从水溶液中分离。三维石墨烯气凝胶是将纳米石墨烯宏观化的产物,有效地解决了其在水溶液中的团聚和有效分离的问题,并且具有良好的机械性能、细密均匀的孔隙结构以及较大的比表面积,是目前吸附材料研究热点之一。本研究采用NaHSO3化学还原GO自组装制备石墨烯气凝胶S-RGA,很大程度的改善了石墨烯团聚和分离的问题,且S-RGA赋予了纳米石墨烯片所不具备的均匀的三维网络孔结构。这些细密均匀的孔隙不仅保证了其足够大的比表面积,也为吸附水中污染物提供了大量的吸附位点,同时减少了污染物分子由表面进入吸附剂内部孔道的空间位阻,为吸附提供了更加便利的条件。采用NaHCO3作为气泡添加剂,通过蒸汽热还原GO自组装制备了大片状石墨烯气凝胶C-RGA,180℃水热还原GO制备了石墨烯气凝胶RGA。将所制备的样品,采用SEM、XPS、BET、XRD等对其进行物理化学特性表征,并对甲基橙MO进行了吸附实验。SEM表征分析表明,NaHCO3体系下制备的C-RGA为巨大的片层结构,片层的厚度随着反应温度的升高而增加,反应温度越高,其片层之间堆叠越严重。而S-RGA和RGA都具有3D网络孔状结构,S-RGA具有更为均匀细密的孔结构孔径分布在几百纳米和几微米之间,进一步通过BET测试S-RGA的比表面积达到98.37m2/g,孔容量为0.34 cm3/g。不同石墨烯气凝胶对MO的吸附实验表明,高温下,片层堆叠严重的C-RGA吸附能力差,网状结构的S-RGA吸附效能最优。S-RGA对水中TBBPA的吸附实验表明,在TBBPA初始浓度为0.25 mg/L,S-RGA对TBBPA的吸附容量随吸附剂的量先增大后减少,当S-RGA浓度为15 mg/L,吸附容量最大。在pH>7,由于TBBPA逐渐被电离成带负电的离子态,而S-RGA的表面电荷为负,因此在静电斥力的作用下,其吸附容量随着pH的增大而减小。在(0.25-1 mg/L)的TBBPA浓度范围内,随着初始浓度的增加,S-RGA的吸附容量也随之增加,并且在不同浓度下的吸附动力学都符合准二级动力学和颗粒内扩散模型。吸附等温线模型显示其吸附过程符合Langmuir吸附等温模型,其最大Langmuir吸附量为128.37 mg/g。不同的温度的等温吸附实验发现,S-RGA的吸附容量随着温度的升高而降低。吸附热力学模型分析表明,吸附过程为自发和放热反应。此外,通过循环利用实验发现S-RGA在经过五次循环利用之后的吸附容量仅有少许的损失,仍具有最初吸附容量的93.17%。S-RGA表面和内部都由石墨烯片层构成,有着非常丰富的π电子领域,同时TBBPA的苯环结构也能提供π电子。因此S-RGA能够通过π-π相互作用有效的为TBBPA提供吸附位点,良好的孔径大小可以促使TBBPA由外表面进入内部,增大其吸附容量。通过EDS mapping元素分布分析,在S-RGA的内部充斥着Br元素,证明TBBPA成功被吸入其内部,对吸附后的S-RGA进行红外表征,可以推断主要吸附机制是S-RGA与TBBPA之间的π-π相互作用。