本发明涉及含磷铝结构单元的MCM-41分子筛催化剂、制备方法及其应用。催化剂包含有微孔和中孔两种孔道结构：微孔部分由含金属杂原子的磷铝结构单元即磷铝酸盐构成，其中杂原子由含量为0.05～4.0wt％的B、Zr、Mg、Mn、Si、Bi、Ti、V、Cr、Fe、Co、Ni金属中的一种或几种所组成，中孔部分由MCM-41硅铝酸盐构成，磷铝酸盐与硅铝酸盐两种盐的摩尔比为0.5～20。本发明优点是：当分子筛中掺有金属原子后，催化剂表面有更多的酸性中心，具有较高的催化活性和烷基化选择性，可以获得较高的烷基化收率。该催化剂用于苯与直链烯烃烷基化反应和长链正构烷烃(n-C16)加氢异构化反应。