石墨烯復(fù)合材料基于比表面積大、強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、可修飾性強(qiáng)以及導(dǎo)電性好等優(yōu)點(diǎn)，石墨烯不僅可很好的吸附水中的有機(jī)溶劑、重金屬等污染物，還可作為催化劑載體，催化水中污染物的降解，因而作為污水處理材料被人們廣泛研究。石墨烯水處理薄膜可以用來(lái)吸附水中有機(jī)污染物，例如有機(jī)染料、烴類、原油、農(nóng)藥和一些有機(jī)物質(zhì)。

石墨烯不僅可以制作石墨烯電池，而且石墨烯材料在水處理領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛：

在水處理中，石墨烯類碳材料除了利用其過(guò)濾的作用外，還有一個(gè)重要的作用，就是吸附。作為水處理吸附劑，可吸附三類污染物:有機(jī)物，金屬離子與無(wú)機(jī)陰離子。

石墨烯巨大的比表面積使它成為吸附劑。常見(jiàn)的石墨烯類碳材料除包括石墨烯和上述的氧化石墨烯外，還有還原氧化石墨烯。后兩者的制備，常用石墨經(jīng)氧化還原反應(yīng)制得。

氧化石墨烯除金屬離子是由于氧化石墨烯表面的環(huán)氧基、羧基、羥基等含氧基團(tuán)能與金屬離子，尤其是多價(jià)的金屬離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)。

還原氧化石墨烯，對(duì)于陰離子染料的除率高達(dá)95%。這是因?yàn)椋€原后的氧化石墨烯將表面的羰基還原成了羥基，提高了其表面電勢(shì)，對(duì)于某些陰離子的吸附能力反而更強(qiáng)。

石墨烯的復(fù)合材料可作為光催化劑對(duì)污染物進(jìn)行光降解。這是由于石墨烯的化學(xué)結(jié)構(gòu)使之具有較高的電子傳輸性能，在光電轉(zhuǎn)化和光催化應(yīng)用中，將石墨烯類碳材料與光催化材料結(jié)合，在水處理中可以發(fā)揮兩種材料的協(xié)同效應(yīng)。石墨烯類碳材料在復(fù)合材料中作為吸附劑、電子受體，增強(qiáng)了常見(jiàn)光催化材料對(duì)有機(jī)染料和重金屬污染物的光降解效果。