本发明公开了一种氧化石墨烯复合水凝胶及其制备方法，所述氧化石墨烯复合水凝胶由氧化石墨烯、含聚乙二醇的超支化聚酯共聚物、聚(反‑4‑羰基‑4‑(噻吩‑2‑基)丁‑2‑烯酸)按重量比1:0.5～0.8:0.2～0.5聚合而成。该氧化石墨烯复合水凝胶在氧化石墨烯的分子结构中引入了含聚乙二醇的超支化聚酯共聚物和聚(反‑4‑羰基‑4‑(噻吩‑2‑基)丁‑2‑烯酸)，有效的提高了氧化石墨烯的力学性能，得到对重金属具有良好吸附性能的氧化石墨烯复合水凝胶。