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氧化石墨烯拥有重金属吸附能力原因有二：一是氧化石墨烯是单原子层厚度的二维结构纳米材料，其比表面积理论上可达 2630平方米／克，在所有碳纳米材料中是最大的。二是在氧化石墨烯的制作过程中，其表面形成了大量的活性基团如羧基、羰基、羟基、环氧基等。

因此，氧化石墨烯具有一个性能优异的吸附剂所需要的最基本的要素：足够大的比表面积和足够高的表面功能基团密度。大多数重金属离子是阳离子，易吸附在含氧的石墨烯氧化物吸附剂上。