Эффективность углеродных наноматериалов для очистки воды от органических красителей была доказана на протяжении последнего десятилетия. Однако проблема промышленного применения углеродных наноматериалов до сих пор не решена. Это связано в первую очередь с высокой стоимостью и низкой производительностью методов синтеза углеродных наноматериалов. В данной статье представлены термодинамические и кинетические данные адсорбции родамина 6G и метиленового синего на малослойном графене. Малослойный графен был получен методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза из целлюлозы. Этот метод является перспективным, недорогим и легкомасштабируемым. Было установлено, что исследуемый малослойный графен обладает высокой адсорбционной способностью по отношению к обоим красителям, причём полученные значения адсорбционной ёмкости превышают показатели большинства изученных углеродных материалов, таких как углеродные нанотрубки или активированный уголь. Для описания термодинамики процесса были использованы наиболее распространённые модели адсорбции. Кинетика процесса описывается уравнением псевдовторого порядка, что довольно часто встречается для графеновых материалов. Предлагаемый механизм адсорбции основан на гидрофобном взаимодействии между адсорбентом и адсорбатом с образованием связей H-π и π-π.