本发明提供了一种改性半纤维素-PVA复合薄膜及其制备方法和应用,属于生物质材料技术领域。该复合膜以水为溶剂对半纤维素进行硅烷化改性,使其具备疏水特性,符合绿色发展的理念,然后通过交联剂对硅烷化半纤维素-聚乙烯醇薄膜进行了酯化交联。本发明通过控制硅烷偶联剂的种类、交联试剂种类以及用量、反应时间和反应温度,调节合适的改性条件以及制备薄膜条件；并通过控制薄膜成型时间、干燥时间与环境湿度,硅烷偶联剂和草酸的协同效应,将大大增加薄膜的密度,从而增加水蒸气的透过路径,提高薄膜的抗渗性。