本文采用水热合成法，合成出一系列金属（Ti、Sn）掺杂及强酸基团(如SO₄^2-、ZrO₂等)、强碱基团（如K₂O）改性的MCM-41中孔分子筛催化剂，并将其首次应用于聚烯烃的催化裂解反应。采用X射线粉末衍射（XRD）、N₂吸附-脱附、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、紫外可见光谱（UV-VIS）、氨吸附-脱附（NH₃-TPD）技术对其进行了表征。结果表明：所合成的催化剂具有中孔分子筛的特征结构，较好的长程有序性和结晶度；强酸、强碱基团已存在于中孔分子筛上，从而产生酸、碱催化活性中心。本研究以高密度聚乙烯（HDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）、聚丙烯（PP）和聚苯乙烯（PS）的裂解反应为模型反应，以制取液体燃料和单体为目标，对各种改性中孔分子筛的催化裂解性能进行评价，结合催化剂表征的结果，研究各种改性中孔分子筛的结构及酸、碱强度与催化性能之间的关系。实验结果表明：对于HDPE和LDPE的催化裂解反应，催化剂的酸性强弱是影响催化活性的主要因素；对于PP，催化剂的孔结构是影响催化活性的主要因素；而对于PS裂解制取苯乙烯单体，催化剂的碱性强弱则是影响催化活性的主要因素。以催化效果较好的改性中孔分子筛作为催化剂，详细考察了n（Si）：n（M）（M=Ti、Sn）、负载量、催化剂用量、反应温度以及反应时间等因素对模型反应结果的影响，获得了较佳的反应条件。对于LDPE的催化裂解反应，SO₄^2-／Sn-MCM-41（n（Si）：n（Sn）=50）具有较好的催化性能，在较佳的反应条件下：反应温度440℃、m(SO₄^2-／Sn-MCM-41)／m（LDPE）=2％、反应时间50min，LDPE的转化率为83.0％，其中液体产物的收率为73.7％；对于HDPE的催化裂解反应，ZrO₂／Ti-MCM-41（n（Si）：n（Ti）=40）具有较好的催化性能，在较佳的反应条件下：反应温度440℃、m（ZrO₂／Ti-MCM-41）／m（HDPE）=3％、反应时间50min，HDPE的转化率可达73.6％，其中液体产物的收率为63.7％；对于PP的催化裂解反应，ZrO₂负载量为18％（质量分数）的18％ZrO₂／Ti-MCM-41（n（Si）：n（Ti）=40）表现出较好的催化活性，在较佳的反应条件下：反应温度400℃、m（18％ZrO₂／Ti-MCM-41）／m（PP）=2％、反应时间30min，PP的转化率为91.2％，其中液体产物的收率为83.6％；对于PS的催化裂解反应，K₂O负载量为9％（质量分数）的9％K₂O／MCM-41催化活性较好，在较佳的反应条件下：反应温度400℃、m（9％K₂O／MCM-41）／m（PS）=2％、反应时间30min，PS的转化率和液体产物的收率分别可达90.5％和85.7％，苯乙烯单体的收率可达69.0％。有关上述催化剂在聚烯烃裂解反应中的应用研究未见文献报道。