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本发明公开一种高活性费托合成催化剂及其制备方法和应用。该催化剂为具有钙钛矿结构的复合金属氧化物,通式为AB’xB1 xO3,其中A为稀土金属镧,B’为过渡金属锆,B为过渡金属钴,0< x< 0.2。一种钴基费托合成催化剂的制备方法,包括如下过程:以硝酸钴、硝酸锆、硝酸镧为前驱体,以柠檬酸或乙二醇为络合剂,配成溶液并混合搅拌均匀,然后进行水分蒸发,溶液由透明的溶胶转变成粘稠的凝胶,最后干燥、焙烧,焙烧后的样品为具有钙钛矿结构的复合氧化物费托合成催化剂。上述催化剂在费托合成反应中的应用。采用该催化剂在提高CO转化率及C5+选择性的同时降低甲烷选择性,并且长周期运转的稳定性好。