本发明公开了一种改性淀粉/氧化石墨烯复合气凝胶及其制备方法和应用，该方法是以氧化石墨烯纳米材料和改性淀粉为原料，以丙烯酸为交联剂，然后将氧化石墨烯纳米材料加入改性淀粉丙烯酸共聚溶液中，通过溶胶‑凝胶法制备出改性淀粉/氧化石墨烯复合气凝胶。所制备的气凝胶三维立体结构明显，孔洞结构很丰富，孔壁较厚，具有高比表面积、高孔隙率，轻质，结构稳定的特点，能有效改善现有的淀粉基气凝胶机械强度差、凝胶网络中分子链相互作用弱、韧性不足等缺点，具备吸附Pb(II)的良好条件。本发明改性淀粉/氧化石墨烯复合气凝胶对Pb(II)具有较好的吸附作用。