本发明公开了一种四氧化三锰/氧化铈复合纳米管、纳米管自组装膜及其制备方法和应用，属于无机非金属材料与环境保护技术领域。利用水热合成技术和氧化还原沉淀原理，成功实现在温和反应条件下设计制备出四氧化三锰/氧化铈复合纳米管，进而利用该复合纳米管的自组装交织特性制得由其自组装形成的无机膜。该复合纳米管材料具有对于水中有毒、有害离子优异的吸附净化能力以及空气污染物良好的催化净化能力，特别地，该复合纳米管材料的自组装成膜特性很好的解决了传统净水材料难以回收的难题。