本发明属于造纸工业废弃物利用的技术领域,公开了一种纳米碳微球及其可控制备方法与应用。所述纳米碳微球的可控制备方法:(1)将木质素和甲基纤维素的混合物分散于强碱溶液中,获得前驱液;(2)将前驱液进行水热碳化反应,获得纳米碳微球;所述水热碳化反应的温度为140~240℃。本发明的方法简单,利用造纸废弃物木质素一步合成纳米碳微球,实现资源的利用,可实现粒径可控合成。本发明将纳米碳微球应用于环境重金属Cr(VI)去除,且去除率高。