本发明提供一种基于氧化铝骨架的双活性催化剂制备方法及其应用，本发明催化剂的制备方法首先在溶胶体系中包裹氧化铝小球，然后在碱性条件下利用成膜乳剂水解的同时掺杂纳米二氧化硅，从而得到部分纳米二氧化硅改性氧化铝基载体，再以浸渍法将Fe、Mn、Cu、Ce、Ni等金属盐组分中的一种或几种负载在改性载体上，最后通过高温煅烧得到双活性催化剂，其中活性金属负载量为催化剂总重量的1%‑15%。本发明基于氧化铝骨架的双活性催化剂，通过纳米二氧化硅与氧化铝和其他金属间的相互作用，有利于提高催化剂的力学性能，增强载体和活性组分的相容性，所制备的催化剂活性组分分布均匀、不易流失、具有更好的催化效果。