本发明公开了一种温控靶向捕获材料的合成方法及应用。所述温控靶向捕获材料的合成方法为，选取表面具有氨基、巯基或羟基的纳米微球作为基底材料，将所述基底材料与具有亲水性的温敏基团和具有氟碳键的有机物进行反应，在所述基底材料上修饰氟碳键和具有亲水性的温敏基团，制得所述温控靶向捕获材料。本发明将两种具有特殊性能的官能团结合在一起，能够达到高效捕获氟碳表面活性剂并快速与水溶液分离，全氟辛酸的去除率达到94.6％。在循环使用八次后去除率依然能够达到90％以上。并且在使用中能通过工厂生产中产生的废热来对体系加热，能够减少能耗。