本发明涉及一种纳米纤维膜，具体地说涉及一种新型复合纳米纤维膜及其制备方法和应用。它包括以下步骤：（1）将聚乙烯醇、聚乳酸、再生丝素蛋白中的任一种溶于有机溶剂中，配置成质量分数为5-20%的纺丝液；（2）在上述纺丝液中加入多元酚类物质，搅拌均匀得到占所述多元酚类物质和所述有机溶剂总质量的1-7%的混合纺丝液，所述多元酚类物质为植物单宁、苹果多酚、葡萄多酚中的一种或多种；（3）将所述混合纺丝液超声波处理1-600min；（4）将所述混合纺丝液静电纺丝，收集，制得所需的复合纳米纤维膜。本产品经过静电纺丝，表面光滑、连续均匀，直径介于100-800nm之间，可应用于医用敷料、化妆面膜贴、茶叶包袋、靶向药物控释，食物保鲜、污水净化领域。