一种双功能催化渗透汽化复合膜的制备方法，属于膜的制备技术领域。本发明的目的是实现酯化反应和分离相耦合，以聚乙烯醇/阳极氧化铝固体酸为原料的双功能催化渗透汽化复合膜的制备方法。本发明步骤是：PVA铸膜液制备、催化剂制备、未交联复合膜制备、双功能复合膜制备。本发明采用浸渍法，制备简单；硫酸浸渍的AAO作为催化层及复合膜支撑层减少传质阻力；分离层与催化层相互分离，使得料液与催化层充分接触，催化剂被充分利用。本发明所制备的双功能膜可实现催化酯化反应与分离相耦合。连续分离出酯化反应中的副产物水，提高反应物的转化率，节约成本。