本发明公开了一种光催化污水处理膜的制备方法及其应用，涉及污水处理技术领域。该光催化污水处理膜的制备方法，包括，通过减压抽滤的方式，将8‑巯基鸟苷‑聚多巴胺改性g‑C3N4和/或5‑巯基甲脲嘧啶‑聚多巴胺改性g‑C3N4抽滤到醋酸纤维膜上即可。本发明制得的光催化污水处理膜具有优异的膜通量，提高对有机污染物的截留，在可见光照的条件下，增强对有机污染物的降解，有效防止膜污染问题，提升膜通量，增强膜分离性能，尤其在油水分离方面具有优异的分离效果，在水纯化处理方面具有巨大应用前景。