本发明提供了一种二硒化钴催化剂及其制备方法和应用，属于催化剂技术领域，本发明以钴盐作为原料，尿素作为沉淀剂，在溶剂中经水热法制备氢氧化钴，控制溶剂的组成，使制备的氢氧化钴为海胆花状结构，再将氢氧化钴与硒粉和还原剂进行水热反应，控制还原剂的组成，采用强还原剂，迅速硒化，在维持原有氢氧化钴形貌的基础上形成中空的结构，最终得到海胆管状的二硒化钴，提高其比表面积，进而提高其催化性能。实施例的结果显示，本发明制备的二硒化钴催化剂具有优异的催化性能，且循环2000圈后催化性能没有明显变化。