本发明公开了一种炭载钯催化剂及其制备方法和应用，属于负载型钯催化剂技术领域。该炭载钯催化剂是由钯颗粒负载在纳米碳材料载体上形成；所述纳米碳材料载体为核壳结构，其中：纳米金刚石为核，类石墨烯为壳层，所述类石墨烯是由1‑3层石墨烯材料堆叠而成。与其他的碳材料负载的钯催化剂相比，本发明炭载钯催化剂不仅活性高，而且具有很好的抗烧结能力。