本发明属于废气生物处理技术领域，具体公开了一种改性聚氨酯海绵填料、及其制备方法和用途。本发明采用孔隙率和比表面积较大的聚氨酯海绵作为主体，首先在高锰酸钾硫酸溶液中浸泡腐蚀使填料表面粗糙度显著提高；然后将粉末活性炭负载到填料表面，增大比表面积并对污染物具有一定吸附能力；而后在三氯化铁壳聚糖溶液中浸泡使填料表面具有正电荷，改性的聚氨酯海绵和带有相反电荷的细菌因为静电相互作用而吸引，促进微生物附着挂膜；经过洗涤干燥后得到改性聚氨酯海绵填料。本发明制备的改性聚氨酯海绵填料对废气和细菌均具备较强吸附性，在保证处理效率的同时，解决了现有的废气生物处理中传质速率低、挂膜时间长等问题，提高了废气处理效果。