本发明公开了一种端氨基超支化聚酰胺改性废皮屑用作氧化石墨烯单片层小尺寸分散剂及其制备方法和应用。本发明通过端氨基超支化聚酰胺改性降解废皮屑与羧甲基化改性氧化石墨烯进行插层复合，以制备少片层小尺寸适合于用作皮革鞣剂及加脂剂的氧化石墨烯纳米片层分散液。本发明通过对废皮屑的碱降解和酶降解条件的控制制备具有较小相对分子质量的降解皮屑溶液，有利于对氧化石墨纳米片层进行插层分散，有利于形成空间位阻及片层之间的斥力，氧化石墨烯纳米片层的亲水性及在水中的分散性较高，制备得到的氧化石墨烯单片层小尺寸分散液用于皮革的鞣制和加脂，可明显的提高皮革的柔软性、丰满性及弹性，减少废水中的铬鞣剂、染料及加脂剂的排放量。