本发明公开了一种碳氮双缺陷优化的三维蜂窝型气凝胶及其制备方法和应用。在常温常压下，由石墨碳作为基底构筑气凝胶，并通过在石墨碳上锚定共价三嗪骨架作为光催化剂，形成气凝胶，同时通过还原剂对该气凝胶中的碳和氮缺陷进行同步优化，形成了一种碳氮双缺陷优化的三维蜂窝型气凝胶，其对二苯甲酮类的紫外吸收剂具有超高的吸附及光催化降解能力，且可通过调节还原剂的还原性能，对该气凝胶的缺陷优化程度进行调节。本发明的碳氮双缺陷优化的三维蜂窝型气凝胶原料组成无金属掺杂，合成方法简单可控，并对二苯甲酮类污染物具有超高的催化降解性能，使用后的气凝胶可在阳光暴露下实现污染物的矿化降解及自身的再生，可用于环境污染修复、化工等领域。