本发明提供一种仿生纤维功能材料及其制备方法和应用，所述材料富含多吸附位点(N、O、S)；所述材料是通过将三种多功能基团分别修饰的聚乙烯亚胺聚合物与羧基化纳米纤维素、氧化石墨烯共混后，采用仿蜘蛛纺丝原理的同轴纺丝方法，再采用后交联技术得到；所述材料以纳米纤维素为骨架，氧化石墨烯为外层、三种多功能基团分别修饰的聚乙烯亚胺聚合物为内层的多层结构，且各层之间的连接为化学键连接。本发明材料的N、O、S吸附位点密度均高于5mmol/g。