本发明提供一种钌基缺陷TiO2光催化合成氨催化剂及其制备方法和应用，通过本发明的制备方法，以廉价且储量丰富的钛铁矿为原料制备催化剂载体，通过在该载体上负钌和助剂，能够在较低的钌用量下，在太阳光谱下即可实现较高的光催化合成氨效率。制备方法包括如下步骤：1)采用钛铁矿制备TiO2粉末；2)将所述TiO2粉末进行表面氢化还原，得到缺陷TiO2粉末，所述缺陷TiO2粉末中含有0.18～1wt％的SO3和0.02～0.2wt％的P2O5；3)以所述缺陷TiO2粉末为载体，在所述载体上负载钌元素和助剂，经干燥、煅烧，得到所述催化剂。