本发明提供了一种臭氧氧化催化剂及其制备方法和应用。该制备方法包括以下步骤：S1，将硝酸铜、硝酸镧、助分散剂及助结合剂混合，得到浸渍液；S2，将改性γ‑活性氧化铝载体浸没于浸渍液中，得到催化剂前体；S3，将催化剂前体进行干燥及焙烧处理，得到臭氧氧化催化剂。其中，助分散剂为β‑环糊精和乙醇的混合溶液，助结合剂为氨水。本发明通过浸渍法制备臭氧氧化催化剂，以改性γ‑活性氧化铝作为载体，氧化铜和氧化镧作为活性组分，通过引入助分散剂β‑环糊精的乙醇混合液和助结合剂氨水，协同增效促使臭氧氧化催化剂的催化活性和稳定性更佳，在后续应用于生化处理后的污水进行氧化的过程中时，处理复杂污水能力更佳，COD去除率更高。