本发明公开了一种经表面修饰的二氧化钛纳米筛及其制备方法和在提升绝缘油电气强度上的应用，涉及绝缘材料技术领域。所述制备方法如下：1)将硫酸氧钛和碳酸铵在氨水中混合，反应得到反应混合物；2)从步骤1)得到的反应混合物中分离得到TiO2纳米筛前驱物；3)将步骤2)得到的TiO2纳米筛前驱物进行煅烧，得到TiO2纳米筛；4)使用硬脂酸和三乙胺对TiO2纳米筛进行改性，得到经表面修饰的TiO2纳米筛。经表面修饰的TiO2纳米筛具有极高的比表面积，表面效应增强，在电场作用下发生极化产生大量陷阱，能够捕获油中的自由电子，延缓放电通道形成，提高油的击穿电压，从而有效的提升矿物绝缘油的绝缘性能。