本发明涉及多相催化技术领域，尤其涉及一种磁性镍钯双金属负载二氧化钛纳米材料的制备方法和应用。所述制备方法包括以下步骤：制备钛酸盐；将钛酸盐加入镍源中进行离子交换，然后离心、洗涤、干燥，在还原气氛下进行煅烧，得到具有磁性的镍负载二氧化钛材料；将镍负载二氧化钛材料加入钯源中进行浸渍还原，然后离心、洗涤、干燥，即得到磁性镍钯双金属负载二氧化钛纳米材料。本发明的制备方法工艺简单、效率高、易于规模化；本发明制得的材料整体呈现球形花状形貌，磁响应强度高，单质钯均匀附着镍颗粒表面，呈现出高度暴露的特点；本发明制得的材料在催化还原六价铬实验中表现出优异的活性。