本发明公开了一种气相光热催化合成全氟碘甲烷催化剂及其制备和应用。所述催化剂由载体和活性组分组成，所述载体为氧化锡、二氧化钛、二氧化锆或硫化镉中的一种或几种的组合，活性组分包含涂覆于载体表面的C3N4和负载于载体表面的金属元素，所述的金属元素由一种镧系元素以及至少一种碱金属元素组成，其中一种镧系元素以及至少一种碱金属元素的质量配比为1.0:(0.1‑30)，所述催化剂中，基于载体质量，C3N4负载量为0.5‑30％，镧系元素负载量为0.1‑8.0％。本发明提供了所述催化剂在气相光热催化合成全氟碘烃化合物中的应用。本发明所述催化剂具有良好的光催化性能，能够降低反应温度，提高选择性，抑制积碳生成以提高催化剂寿命。