本发明属于生物质碳材料技术领域，特别涉及一种生物质基二维纳米碳材料及其制备方法，通过粉碎后的生物质和草酸盐物理研磨，充分混合后，在惰性或氨气氛围下高温快速热解，草酸盐高温下分解成碳酸盐晶体，生物质热解为活性炭并包裹在碳酸盐晶体表面，经去离子水洗涤后，碳酸盐晶体溶于水被去除，即可得到片层状的二维纳米碳材料。本发明制备的二维纳米碳材料可应用于电极材料、超级电容器材料、金属催化剂载体、光催化等方面，具备良好的性能，且工艺制备简单，成本低廉，可实现工业化生产。