本發明公開了一種碳納米管表面分子印跡聚合物及其制備方法和應用。所述制備方法包括:取羧基化多壁碳納米管,采用溶膠凝膠法合成二氧化硅包覆的多壁碳納米管;利用硅烷偶聯劑修飾所述二氧化硅包覆的多壁碳納米管,獲得烯基化多壁碳納米管;在惰性氣體保護下,將所述烯基化多壁碳納米管、蘆丁、丙烯酰胺混合,在引發劑和交聯劑存在下進行自由基聚合反應,制得所述碳納米管表面分子印跡聚合物。利用該碳納米管表面分子印跡聚合物制備的電化學傳感器,對蘆丁有導電性好、選擇性高、響應快、靈敏度強等特點,能夠快速、有效地檢測出樣品中蘆丁的含量。