本发明属于生物工程分离领域，公开了一种用于内毒素吸附的石墨烯微球气凝胶及其制备方法和应用。方法具体步骤为：(1)将十六烷基三甲基溴化铵溶于溶剂中得到CTAB溶液，然后将烷烃加入到CTAB溶液表面得到分层溶液，作为凝固浴；(2)将氧化石墨分散在水中得到氧化石墨烯分散液，然后加入CaCl2并混合均匀形成混合溶液，再通过喷雾法对混合溶液进行分散，在凝固浴中固化，得到氧化石墨烯微球水凝胶，再将产物还原，干燥即得到石墨烯微球气凝胶。本发明操作简便、成本低廉、可大批量生产，制备的石墨烯微球气凝胶对内毒素分子吸附量大、吸附率高，吸附速率快，能够满足吸附材料所要求的机械强度，可应用于内毒素吸附材料的制备。