本发明属于非均相催化转化木质素制备技术领域，具体涉及一种制备高能量密度燃料的催化剂载体及制备方法和应用。铌掺杂氧化锆在制备高能量密度燃料中的应用，铌掺杂氧化锆，使部分铌进入到氧化锆晶格中代替部分锆，得到的载体可以使催化剂具有较为适宜的酸强度和酸量，高的比表面积和加氢活性，可以直接将该催化剂用于木质素制备高能量密度燃料，在不添加任何无机酸碱的情况下，通过一步法将木质素转化为双环烷烃、三环烷烃等高能量密度燃料，极大提高了木质素应用的附加值。