碳纖維復(fù)合材料的制備方法包括：將芳香族二元酐與有機(jī)二元胺在極性質(zhì)子溶劑中制得芳稠環(huán)分子質(zhì)量份數(shù)為1％～5％的芳稠環(huán)分子溶液；將碳納米材料加至芳稠環(huán)分子溶液中，超聲分散，將pH值調(diào)為5～9，制得碳納米材料質(zhì)量濃度為0.3～0.9mg/mL的分子組裝液；將未上漿的碳纖維在分子組裝液中浸漬，真空干燥，在碳纖維表面形成模量過渡層；將含模量過渡層的碳纖維與樹脂體系預(yù)浸復(fù)合，按固化溫度加熱，制得碳纖維復(fù)合材料。通過在碳纖維表面構(gòu)筑碳納米材料/芳稠環(huán)組裝體，提高了碳纖維復(fù)合材料的界面相模量，使得碳纖維與樹脂基體的模量平穩(wěn)過渡，且樹脂基體能充分浸潤過渡層，實現(xiàn)碳纖維與樹脂基體的機(jī)械嚙合和化學(xué)鍵結(jié)合，改善碳纖維復(fù)合材料的界面粘結(jié)性能。