本發(fā)明公開了一種各向異性PBO納米纖維散熱復合材料及其制備方法，涉及納米纖維領域。其中，制備方法包括：將PBO纖維采用三氟乙酸和甲烷磺酸轉變?yōu)镻BO納米纖維，然后加入石墨烯納米片、碳納米管，在預設溫度、預設濕度下放置后得到復合水凝膠，將復合水凝膠定向冷凍，使PBO納米纖維、碳納米管、石墨烯納米片定向排列；進而干燥后得到各向異性PBO納米纖維散熱復合材料成品。實施本發(fā)明，可得到高強度、高導熱性能的各向異性PBO納米纖維散熱復合材料，該復合材料可應用為電子電器產品的散熱材料。