本发明涉及一类能高效清除水中痕量芳香烃及其衍生物的可再生水处理剂、其制备方法及应用。在尺寸为毫米级以上的二氧化硅负载多胺颗粒上同时接上高密度的芳香基团和聚乙二醇链，芳香基团因微相分离而构成具有高表面的憎水微区，能快速捕获水中痕量的憎水芳香烃化合物；亲水的聚乙二醇链有利于微相分离以及水的接触。中间层的多胺因水的质子化作用而呈阳离子特性，能高效捕捉水中痕量的阴离子性亲水芳香衍生物。载体二氧化硅颗粒的尺寸在毫米级以上，能被方便地从水中过滤或离心出来。该水处理剂性能稳定，耐酸碱无机盐。荧光检测表明，该水处理剂能高效快速清除水中的各种芳香化合物特别是痕量芳烃，如芘的浓度能从饱和的137ppb降低到0.5ppb左右，特别适合含痕量芳香污染物的饮用水的处理。用有机溶剂处理使用过的水处理剂可使其恢复捕捉亲油芳香烃的能力，而用碱性水处理可使其恢复捕捉亲水芳烃的能力。