一種稀土催化原位聚合納米橡膠催化，主催化劑分子式為MMT／NdCI3·nL，式中MMT為蒙脫土。L為乙醇、異丙醇、異丁醇、四氫呋哺或吡啶等溶劑，助催化劑為烷基鋁化合物。其制備方法為：將稀土化合物溶解在溶劑中，加入到層狀硅酸鹽粘土中，加熱回流、過濾、洗滌、真空干燥。該催化劑在聚合橡膠／蘩脫土納米復合材料方面的應用為：向主催化劑中加入助催化劑，同時加入單體，進行催化劑陳化；加入單體，在攪拌下聚合，終止聚合，洗滌，干燥恒重后得到相應的聚合物。該發明提供的催化劑體系可實現丁二烯和異戊二烯單體的均聚，同時還可實現丁二烯和異戊二烯的共聚，粘土片層在橡膠基體中呈剝離狀態。