本发明提供了一种乙二胺接枝氧化石墨烯改性聚氨酯载体的制备方法和应用。该方法包括：向乙二胺水溶液加入紫外辐射后的聚氨酯载体，进行加热反应，并对反应后的产物依次用去离子水洗涤、干燥，得到接枝乙二胺的聚氨酯载体；将接枝乙二胺的聚氨酯载体置于氧化石墨烯分散液中，进行加热反应，得到乙二胺接枝氧化石墨烯改性聚氨酯载体。本发明提供的制备方法，经过乙二胺修饰还原的氧化石墨烯具有较大比表面积及多孔结构，可减缓微生物在附着生长过程中所存在的细胞被流体剪切力的损伤，缩短细胞在载体表面的贴附和铺展过程，易于生物膜快速形成；并且，该制备方法具有工艺简单、性能稳定、改性载体挂膜时间短等特点，在污水处理领域具有很好的应用前景。