本发明属于纳米催化剂的技术领域,公开了一种铁单原子催化剂及其制备方法和应用。所述方法:将竹节状碳纳米管与血红蛋白混合,在保护气体氛围下热解,获得铁单原子催化剂。所述血红蛋白∶竹节状碳纳米管的质量比为(1~10)∶1;所述热解的温度为900~1100℃。本发明的方法简单,易于规模化制备,成本低廉;所制备的催化剂性能卓越,在催化电解水中OER反应中应用。