本发明属于反渗透膜技术领域，涉及一种高通量抗污染纳米杂化反渗透膜及其制备方法和应用。所述纳米杂化反渗透膜包括聚砜支撑层和杂化聚酰胺脱盐层；所述杂化聚酰胺脱盐层包括酰氯改性的二氧化钛-黏土矿物/氧化石墨烯纳米材料，所述二氧化钛、黏土矿物和氧化石墨烯质量比为(3-6):(2-3):(1-4)。制备方法：将聚砜支撑层置于间苯二胺水相液浸泡0.5～1min，然后置于含酰氯改性的TiO2-ATP/GO纳米材料的均苯三甲酰氯油相液中反应0.5～1min，得反渗透膜。本发明的反渗透膜的脱盐层与聚砜支撑层具有优异的结合度，提升反渗透膜的水通量和抗污染性能，使其在地表河水长时间冲刷中保持较高的脱盐率和水通量。