本发明公开了一种有效去除水体中微量重金属离子的改性聚合物膜材料的制备方法。该方法由下述步骤组成：1）将聚合物膜进行等离子体处理；2）分别配制引发剂溶液、单体溶液、缓冲溶液、活化溶液和多乙烯多胺水溶液；3）将聚合物膜浸入引发剂溶液中，而后紫外光照射进行表面活化；4）然后放入单体溶液中紫外光照射下进行接枝反应；5）将聚合物膜放入活化溶液中进行活化；6）将活化膜放入多乙烯多胺水溶液中进行偶联反应，即制得能够去除水体中微量重金属离子的改性膜材料。本发明在聚合物膜改性过程中，引入羧基和氨基进行亲水化处理并赋予改性膜络合能力，实现微量重金属离子的去除。本发明工艺简单、处理效果好、适用范围广、成本低、单位质量吸附量大、节省时间、高效节能。