本发明涉及一种氧化钛负载的铂单原子催化剂的制备及其在丙烷脱氢制丙烯反应中的应用。活性组分铂主要以单原子形式分散在载体上，负载率在0.01wt％‑5wt％之间。氧化钛载体为锐钛矿，金红石以及复合晶相的P25中的一种或两种以上。催化剂在丙烷脱氢制备烯烃的反应中有优异的抗积炭性能，可以持续运行100h以上而没有明显失活，同时催化剂对反应产物烯烃的选择性高，运行期间可以一直维持在90％以上。本发明制备的催化剂具有贵金属原子利用率高(～100％)、选择性好(89～98％)、稳定性好(连续运行>40小时)、抗积炭等显著优点，具有良好的应用前景。