顺丁烯二酸酐(简称顺酐)是一种重要的精细化工产品和有机化工原料,广泛应用于农药、医药、涂料等领域。正丁烷氧化法制备顺酐因其成本低、污染小等优点已成为顺酐生产的主要技术路线,这一技术中钒磷氧(VPO)催化剂扮演重要角色,然而目前VPO催化剂的生产技术主要被发达国家垄断,严重制约了我国顺酐产业的发展。针对目前VPO催化剂仍存在转化率低、选择性差、制备污染大等问题,本文采用金属助剂和有机模板分别对VPO催化剂进行改性调控,并研究了改性VPO催化剂物理化学性质与活性的构效关系,最终开发活性高、选择性高的催化剂。主要研究内容及结果如下:1、研究了杂多酸种类、添加量和不同金属Mo源化学助剂对VPO催化剂的影响。采用多种催化剂表征手段对金属助剂修饰的VPO与VPO催化剂进行物理化学性质分析,并采用固定床反应器考察其选择性氧化正丁烷制顺酐的活性。研究发现,磷钼酸(PMA)的添加增加了活性面的暴露,增大了活性相的结晶度。5%PMA-VPO催化剂,因其催化剂表面的P发生了富集,具有较低的反应活化能,并发现PMA中的金属Mo参与到活性相的晶格,最终与其它种类的杂多酸和金属Mo源的改性相比,其性能表现的最为优异。2、针对VPO催化剂比表面积小,活性暴露点少等问题,采用葡萄糖(glc)作为模板,诱导合成了 VPO催化剂(glc-VPO)。研究了葡萄糖添加量对催化剂的影响,采用催化剂表征手段考察了 VPO和glc-VPO的物理化学性质。结果发现葡萄糖模板的添加改变了催化剂的形貌,增大了晶格氧的含量。18%glc-VPO催化剂,因具有较大的比表面积,并观察到了 γ-VOPO4相的存在,进而表现出最优的催化活性,收率可达到64%,顺酐选择性为68%。