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一维线性结构的多壁碳纳米管（MWCNTs）和二维平面结构的石墨烯（Graphene）是近年来发现的非常重要的两种纳米碳材料，被广泛的用于水体中有机物及染料的吸附处理。但由于其难以在水体中良好的分散，而且其一旦分散于水体中就难以再分离，再者其表面功能基团有限，这就限制了它们在污水处理中的应用。基于此，本论文采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯（GO），然后采用化学共沉淀法制备了磁性Fe3O4-GO复合材料。进而通过聚乙二醇（PEG）、乙二胺对其处理，制备了磁性Fe3O4-GO-PEG复合材料、氨基化磁性Fe3O4-GO复合材料。此外，在磁性Fe3O4-GO-PEG复合材料体系的基础上掺杂羧基化MWCNTs，制备了磁性Fe3O4-(GO+MWCNTs)-PEG复合材料。最后，将这三种复合材料用于水体中苯酚、亚甲基蓝的吸附与分离。1.通过改进的的Hummers法制备了单层结构、表面具有大量含氧官能团（羟基、羰基、环氧基）的GO。扫描电镜（SEM）和X-射线衍射（XRD）结果表明GO层与层之间已经分开，层间距约为0.859nm；BET吸附曲线表明GO的比表面积为326.6m2·g-1，具有大量的吸附位点。2.磁性Fe3O4-GO复合材料是在80℃的恒温水浴中通过化学共沉淀法制得的，经红外（FT-IR）与XRD测试分析，Fe3O4与GO的最佳质量配比为4:1。在此基础上通过化学接枝制备了磁性Fe3O4-GO-PEG复合材料，FT-IR、热失重（TGA）测试表明PEG已接枝到了磁性Fe3O4-GO上，透射电镜（TEM）结果表明PEG的加入明显改善了Fe3O4在GO上的分散性。将该复合材料用于水体中亚甲基蓝的吸附与分离，测试结果表明PEG的分子量为800时吸附效果最佳，其最大吸附量为97.09mg·g-1。3.使用乙二胺对磁性Fe3O4-GO复合材料进行氨基化处理，制备氨基化磁性Fe3O4-GO复合材料。FT-IR、TGA测试结果表明乙二胺已成功的接枝到了磁性Fe3O4-GO上。SEM测试表明接枝上乙二胺后提高了Fe3O4的分散性。将该复合材料用于水体中有机污染物苯酚的吸附与分离，发现该吸附过程遵循准二级动力学模型，吸附等温线符合Langmuir模型，得到其最大吸附量为48.24mg·g-1。4.通过化学接枝制备GO+MWCNTs杂化体，在磁性Fe3O4-GO-PEG的基础上合成了磁性Fe3O4-(GO+MWCNTs)-PEG复合材料，FT-IR、XRD、SEM测试表明GO与MWCNTs已有效的杂化在了一起，MWCNTs的加入扩宽了GO的层间距，此外Fe3O4已成功的配位到了GO+MWCNTs的杂化体中。FT-IR与TGA测试表明PEG已接枝到了Fe3O4-(GO+MWCNTs)中，其相应的量约为10%。将该复合材料用于水体中亚甲基蓝的吸附与分离，测试结果表明MWCNTs的掺杂量为40%时，吸附效果最佳，其最大吸附量为119.7mg·g-1。