本发明公开了一种石墨化多壁碳纳米管固相萃取柱及其应用，所述石墨化多壁碳纳米管固相萃取柱包括固相萃取柱管、筛板以及填充材料，所述填充材料为石墨化多壁碳纳米管。石墨化多壁碳纳米管的制备步骤为：多壁碳纳米管置于浓盐酸中浸泡后，取出并用去离子水洗涤至中性，干燥后置于高温石墨化炉内，在氩气环境中升温至2400℃~2800℃，保持20~40min后，冷却至室温，升温和降温速度均控制在4~6℃/min，即制得所述石墨化多壁碳纳米管。本发明所提供的石墨化多壁碳纳米管固相萃取柱性能优异，与以C18或石墨化碳等为填料的传统固相萃取柱相比，本发明的固相萃取柱吸附容量更大，对色素等各类基质干扰物的吸附作用更强，可有效提升对样品的净化效果。