石墨烯基于比表面积大、强度高、化学稳定性好、可修饰性强以及导电性好等优点，石墨烯不仅可很好的吸附水中的有机溶剂、重金属等污染物，还可作为催化剂载体，催化水中污染物的降解，因而作为污水处理材料被人们广泛研究。 石墨烯材料可以用来吸附水中有机污染物，例如有机染料、烃类、原油、农药和一些有机物质。 石墨烯材料在水处理领域的技术应用现状及趋势： 在水处理中，石墨烯类碳材料除了利用其过滤的作用外，还有一个重要的作用，就是吸附。作为水处理吸附剂，可吸附三类污染物:有机物，金属离子与无机阴离子。

石墨烯巨大的比表面积使它成为吸附剂。常见的石墨烯类碳材料除包括石墨烯和上述的氧化石墨烯外，还有还原氧化石墨烯。后两者的制备，常用石墨经氧化还原反应制得。 氧化石墨烯拥有大量的羟基、羧基、环氧基等含氧基团，是一种亲水性物质，与许多溶剂有着较好的相容性，通过静电作用、氢键或π-π键与污染物结合，进而去除染料废水中有机污染物。