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本发明涉及一种异丁烷氧化脱氢催化剂、制备方法及应用，主要解决现有技术中以铬为活性组分的催化剂烯烃选择性较低的问题。本发明通过以介孔分子筛HMS和MSU中的至少一种为载体，以铬为活性组分，以稀土金属为助剂的催化剂的技术方案，催化剂不采用贵金属，成本低廉，较好地解决了该问题；该催化剂应用于异丁烷二氧化碳氧化脱氢制异丁烯时具有较高的异丁烷转化率和烯烃选择性，可用于异丁烷二氧化碳氧化脱氢制异丁烯的工业化生产中。