本发明涉及重金属污染治理领域，具体涉及一种聚苯胺/碳化钛/氧化石墨烯三元纳米复合材料及其制备方法与应用。向氧化石墨烯分散液中加入碳化钛胶体溶液，混合均匀，在搅拌的条件下，向氧化石墨烯‑碳化钛混合溶液中加入苯胺，室温下进行反应，反应完全后，将所得固体进行浸泡和干燥，即得聚苯胺/碳化钛/氧化石墨烯三元纳米复合材料。本发明中利用聚苯胺对碳化钛和氧化石墨烯进行改性，通过静电自组装的方法制备了聚苯胺/碳化钛/氧化石墨烯三元纳米复合材料。聚苯胺改性后的纳米复合材料，在限定的pH条件下，其表面带有正电荷，提升了对六价铬阴离子的吸附能力，从而实现对于六价铬阴离子的去除。