石墨烯复合材料具有载流子迁移率高、比表面积大、生物相容性好等特点，是一种理想的废水净化材料。根据复合材料组成的不同，石墨烯复合材料可分为石墨烯-纳米颗粒复合材料(石墨烯和纳米颗粒复合材料)、石墨烯-聚合物复合材料(石墨烯作为添加剂材料或载体与聚合物复合材料)、石墨烯-碳基材料复合材料(石墨烯和碳纳米管、富勒烯等，组装成复合材料)。此外，石墨烯还可以与高分子材料、金属氧化物等材料结合形成复合材料。

1.石墨烯-纳米复合材料在废水处理中的应用。

程等人用Hummers法制备了氧化石墨烯(GO)，并对GO进行了官能化处理。最后，以TETA为还原剂，采用水热法制备了氧化石墨烯/银纳米复合材料。该复合物对痕量Cu~(2+)、Cd~(2+)和Hg~(2+)的检出限分别为1015M、1015M和1029M。因此，它可以用在检测痕量重金属离子的传感器中。Lingamdinne等人制备的磁性氧化石墨烯纳米复合材料(MGO)具有优异的磁性、高比表面积和高的化学稳定性，已被广泛用于去除水环境中的重金属、放射性核素和有机染料。Jabe等人。在氩气气氛中，通过氧化石墨烯和硼氢化钠还原三氯化铁制备纳米零价铁纳米石墨烯复合材料(G-nZVI)。负载6wt%GO的G-nZVI复合材料的吸附容量最大。

2.石墨烯-聚合物复合材料在废水处理中的应用。

石墨烯聚合物复合材料具有优异的导电性、力学性能、储能等性能，可以实现污水的检测和处理。2006年，Ruoff等人首次报道了石墨烯/聚苯乙烯复合材料。随后，石墨烯/聚合物复合材料的相关研究取得了快速发展，成为研究热点。石墨烯/聚合物复合材料可通过原位聚合、溶液共混和熔融共混制备。采用原位聚合法制备了聚苯胺修饰氧化石墨烯(PANI/GO)复合物，并将其用于预富集水溶液中的铀(VI)。PANI/GO复合材料对铀(VI)的最大吸附量分别为1960 mg/g(pH5.0)和610 mg/g(pH3.5)，比传统吸附剂和纳米材料高出两个数量级。PANI/GO复合材料具有理想的耐高浓度盐性能和良好的循环利用性能。因此，PANI/GO复合材料在从核燃料水溶液中提取铀(VI)和消除环境污染方面具有良好的应用前景。由Saleh等人制备了石墨烯/聚酰胺复合材料。该复合材料对水溶液中的Sb(Ⅲ)具有良好的吸附性能、较高的再生效率和较高的吸附容量(158.2 mg/g)，可作为一种新型的脱锑吸附剂。由Hu等人制备了氧化石墨烯/聚吡咯(GO/PPY)复合材料。该材料对苯酚和苯胺的吸附容量很高，GO/PPY复合材料可以通过乙醇解吸苯酚和苯胺而再生，吸附容量没有明显下降，可以回收利用。郑等人利用漆酚与氧化石墨烯(GO)片剂反应，聚合形成以聚合物骨架连接的三维石墨烯聚漆酚(3D-PU-G)。与传统的3D-G相比，3D-PU-G复合材料的疏水性、吸附容量、机械强度和可回收性都有显著提高，非常适合于净水。例如，3D-PU-G在20kPa以上具有很高的稳定性和强度，对水中各种有机溶剂和油的吸附容量是3D-G的1.62-1.97倍。经过100多次循环后，3D-PU-G复合材料仍具有较高的稳定强度和吸附容量，而3D-G复合材料只能运行3次。

3.石墨烯-碳基复合材料在废水处理中的应用。

石墨烯/碳纳米管复合材料在化学传感器方面有着重要的应用。彭等人。制备了由石墨烯/半导体单壁碳纳米管(T@FG)组成的异质薄膜晶体管化学传感器。对NH_4~+的检测具有很高的灵敏度，在毫摩尔离子强度溶液中的检出限可达0.25mol·m~(-1)μ~(-1)m。由Chen等人制备的石墨烯/碳纳米管复合材料可用于对乙酰氨基酚(APAP)的电化学传感器，具有良好的选择性和稳定性。这是因为石墨烯/碳纳米管复合材料具有较高的比表面积和多模孔结构，可以提供较大的传感面积和有效的传输通道。Hu等人。制备了还原氧化石墨烯和多壁碳纳米管复合材料RGO-MWNTs，解决了几种污染水资源的酚类化合物不易区分和检测的问题。石墨烯/碳纳米管复合材料具有优良的催化活性、较强的导电性、较高的比表面积和多孔结构，因此石墨烯/多壁碳纳米管复合材料修饰的电极可以同时区分样品中的对苯二酚(HQ)、邻苯二酚(CC)、甲酚(PC)和亚硝酸盐(NO-2)。Sui等人。通过加热石墨烯、碳纳米管和维生素C的混合物制备水凝胶前驱体，并用超临界CO2干燥制备石墨烯/碳纳米管复合材料。所制备的材料可以去除有机染料、重金属