本发明属于纳米材料技术领域，尤其涉及一种毛刺状聚丙烯酰胺纳米球及其制备方法和应用。本发明以巯基化PAMAM为基体负载铜量子点引发丙烯酰胺单体聚合制备了纳米级聚合物微球。由于PAMAM具有高度的几何对称性，通过在PAMAM表面引入致密的巯基官能团，可以与金属铜量子点形成较强的配位键，将量子点均匀固定在PAMAM外表面。球形粒子的特性导致负载金属铜量子点的巯基化PAMAM表面聚合速率不均匀，促进了毛刺状纳米球形貌的形成。毛刺状纳米球吸水膨胀后不仅可以起到交联互锁提高封堵效率的作用，而且毛刺状的尖端结构可以起到类似毛刷的作用，降低了油滴与岩石之间的作用力和原油在储层中的流动阻力，从而提高了采收率。