本发明涉及催化技术领域，公开了异丁烷脱氢催化剂的制备方法及其在异丁烯制备中的应用，制备方法包括：（1）制备拟薄水铝石分散液；（2）将改性剂加入至拟薄水铝石分散液中，得到混合液；（3）加入浓硝酸转化为铝溶胶液，再加入葡聚糖马来酰亚胺和/或聚乙二醇丙烯酸酯，得到复合溶胶液；（4）将铂前驱液加入至复合溶胶液中，得到含铂溶胶液；（5）将含铂溶胶液滴入热油中定型为球体状颗粒，经老化，洗涤，干燥，焙烧，得到异丁烷脱氢催化剂。本发明通过一次共成型沉淀的方法制得异丁烷脱氢催化剂，只需一次烧结，可显著缩短制备路线；且催化剂中活性成分分布均匀，用于催化异丁烷脱氢制异丁烯具有转化率高、选择性高的特点。