本发明公开了一种基于两性纤维素的复合材料及其应用，以季铵—磺酸化纤维素为载体，通过共混的方式负载氧化石墨烯和壳聚糖，利用三者间自主结合力，经冷冻干燥制得季铵—磺酸化纤维素/氧化石墨烯/壳聚糖复合多孔材料，其中，以重量份计，季铵—磺酸化纤维素为5-8份，氧化石墨烯为0.5-3份，壳聚糖为0.5-3份。该复合材料安全无毒、生物相容性和降解性好，具备较规整三维多孔结构、良好的机械强度和高效的吸附能力。可用于吸水除油和重金属离子废水、有机废水的处理，并有望作为空气净化材料、医用吸附材料等各类过滤材料使用。