本发明涉及催化剂复合材料与应用技术领域，具体涉及一种双位点反应耦合复合催化剂呈管状形貌且具有多孔结构，比表面积为400‑1000m2/g，孔体积为0.2‑0.6cm3/g，比表面积大，可以为反应物分子提供更多的催化活性位点，利于产物烯烃的解吸脱附，从而提高目标产物的选择性。本发明还提供了其制备方法，以天然生物质脱脂棉为前驱体，依次经过浸渍活化、水热反应以及煅烧碳化步骤后制备得到，制备过程简单，适用于丙烷脱氢制丙烯反应的工业化生产中。本发明化提供了其在丙烷脱氢制丙烯中的催化应用，作为催化剂材料可直接装填在固定床反应器中，不需要常规的粉末造粒成型步骤；稳定性好，相同的转化率下，对目标产物展示了高选择性，与现有大多数金属基催化剂相当。