В статье разработан графенсодержащий сорбционный материал на основе активированного рапсового биоугля, определены физико-химические свойства сорбента и особенности его морфологического строения. Установлено, что нанокомпозит имеет аморфные характеристики с графеноподобной структурой. Морфологический анализ подтвердил образование внутреннего углеродного каркаса и внешней трехмерной многослойной графеновой структуры, которая превосходно подходит для массопереноса между загрязнителями и поверхностью адсорбента. Также целью исследований являлось определение важных параметров сорбции органических соединений – синтетических красителей конго красного (КК) и малахитового зеленого (МЗ), на разработанном материале из водных растворов в ограниченном объеме. Согласно кинетическим исследованиям, экспериментальная сорбционная емкость материала по МЗ составила 1860 мг/г (время сорбции 60 мин) и 642 мг/г по КК (время сорбции 15 мин). Теоретическая максимальная адсорбционная емкость сорбента, рассчитанная по модели Ленгмюра, достигла значений 769,23 мг/г по КК и 3333,33 мг/г по МЗ. Обнаружено, что извлечение молекул красителей контролируется реакцией второго порядка согласно модели псевдо-второго порядка и проходит преимущественно по смешанно-диффузионному механизму. Энергия активации имеет значение 0,01 кДж/моль по молекулам КК и 0,02 кДж/моль для МЗ, что подтверждает физический механизм поглощения красителей. В целом, в работе показана высокая эффективность адсорбции органических красителей на графенсодержащем сорбционном материале на основе активированного рапсового биоугля, что позволяет говорить о целесообразности его практического применения при очистке сточных вод.