本发明涉及一种基于石墨烯的过滤膜及其制备方法与应用，过滤膜包括：多孔基底；位于所述多孔基底上的至少一个抗菌层和至少一个吸附层，其中，所述至少一个抗菌层和所述至少一个吸附层设有若干个孔，所述至少一个抗菌层包含石墨烯和氧化石墨烯中的至少一种，所述至少一个吸附层包含石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯/金属氧化物复合材料和石墨烯/氢氧化物复合材料的至少一种。上述过滤膜具有很好的吸附重金属和杂质以及抑制细菌活性的优点。