应用石墨烯复合材料的吸附及光催化效应进行水污染和电磁波污染治理的研究引起了大家广泛的关注。为了丰富此领域研究内容,本论文开展了石墨烯水凝胶复合材料的制备及其吸附,光催化和吸波性能的研究。采用水热法合成了三种质量比的三维结构石墨烯/Fe₃O₄（G/Fe₃O₄）水凝胶,探讨了G/Fe₃O₄水凝胶中Fe₃O₄纳米粒子负载量不同对罗丹明B吸附的影响和对电磁波吸收的影响;应用直接冷冻干燥—热处理的方法制备两种质量比的三维结构石墨烯/C₃N₄（G/C₃N₄）水凝胶,讨论了G/C₃N₄水凝胶中C₃N₄负载量不同对罗丹明B光催化性能的影响。使用X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱分析（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）对样品进行相组成、表面形貌和微观结构的观察和分析表征,使用震动样品磁强计（VSM）对复合材料的磁性能进行了检测,使用紫外可见光吸收光谱对罗丹明B的吸附和光催化性能进行检测,使用矢量网格测试仪对电磁波的吸收性能进行检测。结果表明,G/Fe₃O₄水凝胶是相互连接的三维多孔结构,其中Fe₃O₄纳米颗粒大约13 nm,均匀分散在石墨烯纳米片上,并且样品具有很好的磁学性能,质量比为1:1的G/Fe₃O₄水凝胶的磁化强度为46.61 emu/g,1:2.5的复合物为59.88 emu/g,1:4的复合物为65.39 emu/g。由于GO纳米片和Fe₃O₄纳米粒子的协同作用,G/Fe₃O₄复合物不仅对有机染料罗丹明B吸附效率高达99.6%,而且对电磁波也有很好的吸收性能（吸收90%以上的电磁波）。在对罗丹明B的吸附中,不同质量比的复合物对罗丹明B的吸附效果都在99.6%左右,并且由于Fe₃O₄纳米粒子的存在,使得吸附剂和溶液快速的分离开来,便于材料多次循环使用;在电磁波的吸收中,G/Fe₃O₄水凝胶在2-20 GHz频率范围内表现出很宽且强大的波吸收性能,在研究Fe₃O₄纳米粒子负载量对吸波性能的影响中发现,吸波性能强度顺序G/Fe₃O₄（1:4）>G/Fe₃O₄（1:2.5）>G/Fe₃O₄（1:1）。这些数据表明基于三维石墨烯和Fe₃O₄的纳米材料制备出了既能吸收电磁波又能对污水处理的一种轻质量、高性能的复合物,并且这种复合物在污水处理中有很好的重复利用性能,具有很高的经济价值。G/C₃N₄水凝胶XRD、SEM、TEM表征结果表明:使用这种简单地方法得到了具有三维结构的G/C₃N₄复合水凝胶,三维结构的孔洞相对于G/Fe₃O₄水凝胶的更大并且整齐,C₃N₄纳米片附着在了石墨烯纳米片的两侧。样品的性能测试结果表明G/C₃N₄复合物对罗丹明B的降解效果很好,效率高达98%,不同质量比的G/C₃N₄水凝胶降解罗丹明B的强弱顺序为质量比1:10的样品大于质量比1:15的样品。高降解效率因为它不仅具有石墨烯的吸附性能,而且还兼具了C₃N₄的光催化性能,更为主要的是石墨烯的添加提高了参加光催化作用光生电子的数量,从而提高了催化作用。