本发明涉及一种碳化钛MXene官能化石墨烯纳米复合材料薄膜制备方法及应用。然而制备高强度和高电导率的石墨烯纳米复合材料薄膜一直以来是一个挑战。为了解决这个问题，采用亲水性和高导电性MXene纳米片，利用Ti‑O‑C共价键去官能化氧化石墨烯，再通过有机分子进行化学交联，制备出超韧性MXene官能化石墨烯纳米复合材料薄膜。引入的MXene纳米片和有机分子不仅减少石墨烯薄膜的孔隙率，也提升了石墨烯纳米片的取向度。因此，由于界面协同作用，制备出石墨烯纳米复合材料薄膜呈现超高韧性42.7MJ m‑3以及高电导率1329.0S cm‑1。并且基于此种超韧性和高导电MXene官能化石墨烯纳米复合材料薄膜，组装成柔性超级电容器表现出高体积能量密度和极好的柔性。