本发明公开一种纳米磷酸氧钒、其制备方法和应用。纳米磷酸氧钒为β相、颗粒状中空结构,粒径为10-30hm,壁厚为1-5nm。本发明将钒源与磷源按金属原子摩尔比1∶1的比例置于压力容器中,加入溶剂并混合均匀,密封后升温至120-280℃进行溶剂热反应2-240小时,产物经过滤、洗涤、真空干燥得磷酸氧钒前驱体;该前驱体在400-900℃温度下煅烧0.5-12小时,冷却至室温,即得纳米磷酸氧钒。制备的纳米磷酸氧钒尺寸小,粒径分布均匀,分散性好,比表面积大;制备方法简单,原料易得。用于催化甲基芳烃氨氧化反应制备芳香腈时具有极高的催化活性和较好的反应选择性好,与常规方法制备的磷酸氧钒比,反应温度显著降低。