本发明公开了一种有效减少纳米粉体团聚、提高分散性的表面包覆改性纳米二氧化钛的制备方法。该方法首先以水为溶剂、硫酸氧钛为钛源、氢氧化钠为沉淀剂，采用沉淀法得到纳米二氧化钛前驱体；然后将前驱体转移到高压反应釜中，水热反应后得到纳米二氧化钛的母液；过滤洗涤，不经过干燥，直接将滤饼重新分散在水中，加入水溶性丙烯酸酯，在一定条件下反应，使水溶性丙烯酸酯在二氧化钛表面聚合，即可得到聚丙烯酸酯包覆改性的纳米二氧化钛粉体。与未改性的样品相比，改性后的纳米二氧化钛分散性有很大程度的改善，颗粒粒径明显变小，性能也有明显的提高。这种改性方法使得纳米二氧化钛在涂料、喷漆、防晒霜及污水处理等方面都有很好地应用前景。