本发明涉及一种混合钛酸盐纳米带负载金属钯纳米颗粒整体式催化剂及其制备方法与应用，该方法首先通过水热法合成钛酸钠纳米带，然后通过离子交换法制得混合钛酸盐纳米带，并以此为载体表面负载金属钯纳米颗粒形成Pd/MTiOx一维纳米结构，然后将其过滤压制成多孔纸状整体催化剂。本发明制得的催化剂活性金属颗粒高分散于载体表面、粒径较小且尺寸均匀，具有高催化活性和高稳定性；而纸状多孔结构赋予整体催化剂高孔隙率和高比表面积、良好的渗透性和优异的流体力学性能。该催化剂制备工艺简单，易于回收和重复利用，适用于大规模产业化应用。