本发明属于光催化材料技术领域，具体涉及一种铁掺杂缺陷态氧化钼纳米线及其制备方法和应用。制备方法包括以下步骤：将钼粉溶解于过氧化氢溶液得到混合溶液，混合溶液干燥后得到钼前驱体粉末；将钼前驱体粉末分散于水中，加入乙醇和乙酰丙酮铁，搅拌均匀后进行水热反应，反应完成后收集固体产物，产物经离心洗涤、干燥后得到铁掺杂缺陷态氧化钼纳米线。本发明在水热制备氧化钼的过程中利用乙酰丙酮铁诱导氧化钼形成纳米线形貌，并产生大量的五价钼与表面氧空位，在构建表面缺陷位点的同时产生了强烈的LSPR效应，极大地拓展了对可见光与近红外光波段的吸收。铁掺杂缺陷态氧化钼纳米线进一步可负载金高效光催化3‑硝基苯乙烯选择性加氢反应。