本发明提供了一种具有超高抑焦性能的重油加氢纳米催化剂及其制备方法和应用，该催化剂为采用具有R1—C2H4—R2—R3结构的修饰配体分子在一定条件下对过渡金属硫化物纳米颗粒进行表面修饰得到的，其中修饰配体分子含量在1～25m％之间。所制备的具有超高抑焦性能的重油加氢纳米催化剂在修饰配体分子的作用下，在劣质重油、渣油沥青质上吸附的浓度高于其在劣质重油、渣油中的平均浓度。本发明提供的具有超高抑焦性能的重油加氢纳米催化剂具有抑焦性能极高、在原料油中分散度高、制备工艺简单等优点，在原油、常压渣油、减压渣油、煤焦油、脱沥青油、油砂沥青、沥青、煤焦油沥青中的一种或几种混合物的悬浮床加氢反应中表现了极高的催化加氢活性和超高的抑焦性能。