本发明提供了一种负载型催化剂及其制备方法与应用，制备方法包括如下步骤：步骤1，将载体与水混合制备成悬浊液；步骤2，将活性金属的前驱体溶于水，滴入所述悬浊液中，得到混合液；步骤3，在所述混合液中滴加沉淀剂溶液，得到负载型催化剂；其中，所述载体为二氧化钛，所述活性金属为Zn、Ce、Li、W中的至少一种。本发明催化剂载体具有贯通连续的大孔孔道结构，有利于反应物分子的吸附与扩散，高度分散的活性金属纳米颗粒活性组分具有良好的吸附及活化能力，有利于反应物气体分子CH4和O2的吸附活化和产物C2H4和C2H6的脱附，并且活性位的负载不会破坏载体固有的孔道结构。本发明催化剂在甲烷氧化偶联制乙烯领域具有较高的应用价值。