本发明提供了一种花瓣状三维纳米碳材料及其制备方法,该花瓣状三维纳米碳材料由超薄纳米片构成,比表面积高,表面吸附位点充分暴露。制备方法为:以1, 2, 4, 5‑均苯四甲酸二酐与对苯二胺作为单体,通过逐步聚合反应合成两亲性聚合物。以该两亲性聚合物作为前驱体,利用分子内环化反应诱导自组装原位形成花瓣状三维聚合物组装体,此步骤可通过一锅法实现,能够大量制备。将该花瓣状三维聚合物组装体在惰性气氛中碳化可继承其结构特性,形成具有相似结构特征的花瓣状三维纳米碳材料。由于该花瓣状三维纳米碳材料由超薄碳纳米片作为构筑单元形成,表面充分暴露,因此具有比表面积高、吸附位点充分暴露的特性,具备优异的吸附性能,能够作为吸附材料使用。