本文分别以Y分子筛、β分子筛和γ-Al₂O₃作为载体,以钒为活性组分制备了负载型金属氧化物催化剂,通过XRD、UV-Vis DRS、BET、H₂-TPR、NH₃-TPD、FTIR和TG等手段对催化剂的理化性质进行了表征,并在固定床石英反应器中对催化剂在丙烷氧化脱氢制丙烯反应中的催化性能进行评价;同时考察了钼、镁添加对催化剂催化性能的影响。研究结果表明:1、考察V负载量对V/Y催化剂催化活性的影响。得出,负载V活性组分后催化剂催化性能有所改善,V负载量6 wt%时效果较好,整体考虑V/Y催化剂催化效果一般。2、仍以V为活性组分,考察β分子筛为载体对催化剂催化性能的影响。V/β催化剂催化性能较V/Y催化剂有很大改善,说明载体对催化剂性能有很大影响。在500℃反应温度下,V负载量为8 wt%的8V/β催化剂,丙烷转化率为13.42%,丙烯选择性达到63.17%。3、考察Mo组分对V-Mo/β催化剂催化性能的影响。发现Mo添加量不同,催化效果也有所差异,Mo添加量为7 wt%时制得的3V7Mo/β催化剂,在500℃反应温度下,丙烯选择性提高到67.96%。4、考察以γ-Al₂O₃作为载体,探索合适的V、Mo负载量。发现V、Mo负载在γ-Al₂O₃上,催化剂催化性能显著提升。其中,3V7Mo/γ-Al₂O₃催化剂在500℃反应温度下,丙烷转化率16.06%,丙烯选择性达71.70%,并且在30个小时长时活性考察过程中,催化剂一直保持很好的催化稳定性。5、考察添加碱金属Mg对3V7Mox Mg/γ-Al₂O₃催化剂催化性能的影响。添加Mg后催化剂的催化效果有很大改善。Mg添加量对催化剂丙烷氧化脱氢催化活性有一定影响,但影响不是很大。其中,3V7Mo4Mg/γ-Al₂O₃催化剂在500℃反应温度下,丙烷转化率为18.19%,丙烯选择性达74.76%,催化效果较好。经30个小时长时活性考察过程后,丙烷转化率、丙烯收率有一定下降,但整体来看具有很好的稳定性。6、利用原位红外漫反射光谱技术考察探针分子丙烷、丙烯在3V7Mo/γ-Al₂O₃和3V7Mo4Mg/γ-Al₂O₃催化剂上的吸附-脱附行为。发现在50℃条件下,吸附在3V7Mo/γ-Al₂O₃和3V7Mo4Mg/γ-Al₂O₃催化剂活性中心的丙烷、丙烯与催化剂活性中心晶格氧发生作用形成H-O键,随着温度升高H-O键峰强度不断减弱,温度升高到一定值时开始出现C-O键,而二者出现C-O键的温度不同,说明Mg的加入抑制了C-O键的形成。