本发明提供了一种高效过滤器及其制备方法，该过滤器包括：碳纳米管阵列，由均匀负载有富氨基改性剂的碳纳米管组成；多孔支撑架，位于碳纳米管阵列顶部和底部；所述碳纳米管的内径对准多孔支撑架的第一孔洞，使得碳纳米管的内径和多孔支撑架的第一孔洞连通于外界，从而形成第一通道；碳纳米管的两端与多孔支撑架固定连接；以及，封装外壳，连接碳纳米管阵列顶部和底部的多孔支撑架，将碳纳米管阵列封装于其中。本发明实现了富氨基改性剂与碳纳米管的化学键合以及提高了富氨基改性剂在碳纳米管上负载的数量，进一步提高吸附过滤效果，并且过滤器的厚度可调谐，使用灵活，范围广。