本发明公开了一种改性羧甲基纤维素及其制备方法与应用，属于高分子材料技术领域，包括将马来海松酸与氯化亚砜反应，得到马来海松基酰氯；将马来海松基酰氯，通入氨气反应得到马来海松基酰胺；将马来海松基酰胺与纤维素缩合反应得到改性羧甲基纤维素。本发明以生物基原料马来海松酸为原料，通过酰氯化、氨基化后与羧甲基纤维素制备得到改性羧甲基纤维素，其制备步骤简单、制备条件温和，得到的改性羧甲基纤维素具有良好的吸附及再生吸附性能。