以氧化的碳纳米管、有机还原剂和有机铁化合物为原料混合后加入反应釜中进行原位溶剂热合成，反应温度优选控制在180℃～270℃，压力优选控制在0.1MPa～2.0MPa，反应完成后将反应产物冷却至室温，经洗涤（优选用乙醇洗涤4～5次）和真空干燥，真空干燥的温度优选60℃～100℃，真空干燥的时间优选12h～30h，得到碳纳米管负载多级纳米四氧化三铁吸附剂。 该吸附剂一步合成，制备工艺简单，操作方便。该吸附剂具有高比表面积、高吸附性能。吸附剂具有磁性，容易通过磁分离回收再生利用，不仅处理成本，还能回收重金属资源，不产生固体废物，节约废物处置成本。吸附剂能同时吸附重金属和有机物，如对铅、铜离子和丁基黄药的吸附量分别为119.2mg/g、19.0mg/g、98.0mg/g。 该吸附剂能通过磁分离进行收集回用，操作简单，特别适合用于复杂重金属废水的处理，吸附剂可以重复使用30次以上，预计处理成本为2.45元/吨废水。技术推广应用于全国的选矿及产生重金属与有机物复合污染废水的企业，能减少重金属的排放，改善生产企业区域流域水质，节约大量的新水资源。