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本发明涉及催化剂制备领域,具体涉及一种壳层分布型催化剂及其制备方法和应用,该方法包括:(1)采用含有成膜聚合物的溶液喷涂多孔载体,所述溶液的喷涂量为VL1,所述多孔载体的孔体积为VC,VL1/VC=0.01?0.6;(2)采用溶剂喷涂步骤(1)得到的产物,所述溶剂的喷涂量为VL2,VL2/VC=0.01?0.6;(3)将步骤(2)得到的产物进行干燥;(4)采用含有钴的前驱体和氨水的浸渍液浸渍步骤(3)得到的产物;(5)将步骤(4)得到的产物进行焙烧。本发明的方法制备的壳层分布型催化剂用作费托合成反应的催化剂,能获得较高的催化活性,同时具有优异的C5+烃类选择性。