Penelitian ini bertujuan untuk membuat dan analisis uji karakterisasi Graphene Oxide (GO) sebagai material adsorben berbasis karbon dalam pengolahan air limbah yang mengandung ion logam berat tembaga (Cu²⁺). GO disintesis dari graphite komersial melalui metode Hummers dengan kondisi operasi pada T = 35 – 45 ºC dan t = 300, menghasilkan material dengan luas permukaan tinggi dan gugus fungsi aktif yang berperan penting dalam mekanisme adsorpsi. Untuk keperluan pemisahan yang lebih mudah, GO dimodifikasi menjadi Magnetic Graphene Oxide (mGO) dengan penambahan nanopartikel Fe₃O₄ melalui metode kopresipitasi dengan kondisi operasi pada T = 40 - 80 ºC dan t = 30 menit Karakterisasi material dilakukan menggunakan SEM-EDX, XRD, BET, dan TGA. Hasil analisis BET menunjukkan peningkatan signifikan luas permukaan spesifik dari graphite (11,26 m²/g) menjadi GO (225,84 m²/g), kemudian menurun menjadi (138,36 m²/g) pada mGO akibat penutupan sebagian pori oleh partikel Fe₃O₄. Uji TGA menunjukkan bahwa GO mengalami penurunan massa hampir 99% pada suhu 150–300 °C akibat dekomposisi gugus fungsional, sedangkan mGO lebih stabil secara termal. Data XRD memperlihatkan hilangnya puncak kristalinitas graphite dan munculnya puncak khas GO di 2θ = ~11°, serta puncak-puncak Fe₃O₄ pada mGO. Sementara itu, analisis EDX menunjukkan peningkatan kadar oksigen pada GO dan dominasi unsur besi Fe (61,94 wt%) pada mGO. Uji adsorpsi dilakukan menggunakan larutan Cu(II) 75 mg/L, dosis adsorben sebesar 10 mg, dengan variasi waktu kontak. Hasilnya menunjukkan bahwa GO maupun mGO mampu menyerap ±80% ion Cu²⁺, dengan kinerja terbaik ditunjukkan oleh GO. Model kinetika pseudo-second order sesuai untuk menggambarkan mekanisme adsorpsi kedua adsorben, dengan nilai koefisien determinasi (R²) tertinggi. Perbandingan nilai qe menujukkan bahwa Graphite memiliki nilai qe sebesar 49,65 (mg/g), GO sebesar 60,26 (mg/g) dan mGO sebesar 59,42 (mg/g). GO memiliki kinerja yang unggul dibanding mGO dari sisi efisiensi. Sementara mGO tetap memiliki keunggulan dari sisi kemudahan pemisahan dan stabilitas termal, menjadikannya sebagai solusi tambahan yang aplikatif di lapangan. Dari sisi analisis ekonomi produksi GO, menunjukkan potensi kelayakan dengan estimasi keuntungan sebesar Rp 21.498.535,86/tahun, (ROI) mencapai 28,94%, dan (POT) sekitar 2.15 tahun. Titik impas (BEP) berada di 58,67?n (SDP) di 43,03%, menunjukkan stabilitas operasional. Penelitian ini memberikan kontribusi terhadap pengembangan material berbasis karbon untuk teknologi pengolahan limbah yang efisien, murah, dan berkelanjutan.