一种聚丙烯酰胺气凝胶、制备方法及其应用，包括以下步骤：配置丙烯酰胺前驱液；注入具有径向温度梯度的径向冷冻装置内形成冰晶，通过控制冰晶成核和生长以及溶质挤出而获得径向排布的冷冻样；低温紫外辐射交联，在未交联的孔壁处完全原位自由基聚合反应；冷冻干燥以及预处理过程，得到径向分级多孔结构的聚丙烯酰胺气凝胶。本发明的方法原料易得，操作简单，效率高，重复性好，是一种可规模化制备聚丙稀铣胺气凝胶的方法，同时通过精心设计的径向冷冻装置以控制冰晶的生长方法并以其为模板，从而得到特殊的微观结构，且通过低温紫外辐射交联的方法来固定这种特殊结构。