本发明公开了一种针状纳米铁基双金属氢氧化物，其层板中金属阳离子由Fe³⁺和从Ni²⁺、Mn²⁺与Co²⁺中选出的一种二价金属阳离子组成，其层间区域阴离子由OH^‑、CO₃^2‑和OCN^‑组成。本发明还提供了该针状纳米铁基双金属氢氧化物在催化油页岩热解过程中的应用以及采用该针状纳米铁基双金属氢氧化物作为催化剂的油页岩催化热解方法。本发明的针状纳米铁基双金属氢氧化物具有活性位点丰富、耐高温、结构稳定的特点。采用本发明的针状纳米铁基双金属氢氧化物催化油页岩热解时，能够降低热解温度，实现油页岩热解产物的可控分布，将油页岩热解产物向中低碳烃类有机质转化。