本发明涉及CO2加氢直接制乙烯、丙烯、丁烯的层状结构催化剂。本发明催化剂的制备，采用九水合硝酸铁、碳酸钾、二氧化钛在一定条件混合后，采用高温固相法在一定温度下经过两次煅烧制备得到层状结构催化剂。本发明催化剂具有稳定的层状结构，在CO2加氢直接制乙烯、丙烯、丁烯反应前后层状结构能够稳定保持，在一定程度抑制了初级烯烃再吸附而引发的烯烃二次反应，在CO2加氢直接制低碳烯烃反应得到了高烯烃选择性。该制备方法简单，对环境友好，具有潜在的应用价值。