본 발명은 그래핀 옥사이드 또는 그래핀을 담지한 천연 또는 합성 고분자 수화겔의 제조방법과 이의 저분자 또는 고분자 물질을 고용량, 선택적으로 흡착 및 담지에 관한 것이다. 보다 상세하게는 그래핀과 그래핀 유도체를 담지한 알긴산 또는 폴리아크릴아미드 수화겔을 제조하고, 그래핀 옥사이드의 환원정도를 조절함으로써 흡착물의 특성에 맞게 선택적으로 흡수 할 수 있게 조절할 수 있고, 높은 흡착 용량을 보이며 수화물로써 취급이 용이하다. 이러한 특성은 기존의 수화겔에 비하여 수중 또는 유기물상의 물질의 흡착효율을 크게 향상시킬 수 있다. 이를 이용하여, 다양한 종류의 오염물질에 대한 흡착능이 뛰어나 수많은 수처리 산업 및 화학 산업의 수중 오염물질의 제거 및 분리 공정 에 크게 기여할 것이다. 또한 약물이나 저분자를 흡착시켜 약물 및 세포전달 분야에도 응용될 수 있다.