本发明公开了一种有机杂化改性粉煤灰、一锅法制备方法及其应用。所述一锅法制备方法包括以下步骤：将聚合物单体和粉煤灰加入盐酸溶液中，在第一温度下进行搅拌，使其混合均匀得到混合溶液；其中，所述聚合物单体为氮基共轭聚合物单体，所述盐酸溶液的浓度范围为0.1～1.0mol/L，所述聚合物单体和粉煤灰的质量比为(0.01～2)：1；向所述混合溶液中滴加引发剂，之后于第二温度下进行反应；反应结束后，过滤、干燥得到所述有机杂化改性粉煤灰。