本发明涉及一种过渡金属改性的回收碳纤维基碳纸及其制备方法和应用，其解决了现有技术石墨化温度较高、回收碳纤维基碳纸性能不高的技术问题，制备方法包含如下步骤：S1、采用湿法抄纸工艺将回收碳纤维抄制成纸坯；S2、将粘合剂溶于溶剂中制成粘合剂溶液，将过渡金属盐搅拌溶解在粘合剂溶液中；S3、以步骤S2中制得的粘合剂溶液对步骤S1中制得的纸坯进行浸渍处理，随后取出纸坯烘干、热压固化成型，形成以过渡金属盐改性的回收碳纤维基碳纸前驱体；S4、对回收碳纤维基碳纸前驱体进行高温石墨化处理，最后得到过渡金属改性的回收碳纤维基碳纸。本发明制得的回收碳纤维基碳纸可作为氢燃料电池气体扩散层材料。