本发明针对现有胶原纤维基材料功能单一、应用领域受限和产品附加值低等问题，公开了一种官能化纳米片改性胶原纤维及其制备方法，其制备过程是首先利用盐酸多巴胺包覆合成纳米片以赋予其表面反应性，之后采用含多官能团的有机分子表面修饰纳米片；通过调节体系pH值等条件可以促进官能化纳米片在胶原纤维中的均匀分散和稳定结合，提高其热稳定性，降低其吸水膨胀性，并赋予其显著的抗氧化性和抗菌性能。本发明制备方法简单，易于操作，所得胶原纤维功能材料有望用于高性能吸附材料、多功能皮革和可降解膜材料等领域，实现其多功能化和高附加值。