苯乙烯是重要的石油化工资源,我国的苯乙烯产业还处于迅猛增长阶段。目前用于合成苯乙烯的方法大多数是乙苯脱氢法,该工艺用苯和乙烯为原料经过两步反应得到苯乙烯。甲苯侧链烷基化反应可以经过一步反应得到苯乙烯,但该方法要求催化剂要有酸碱双功能及一定的空间结构,层状氢氧化物（LDH）焙烧得到的层状复合氧化物（LDO）具备二维层状结构和酸碱位点,满足该反应的要求。本文通过共沉淀法在X分子筛上原位生长Co Al-LDH,在经过Cs OH改性和焙烧处理后得到了最终的Cs/Co Al-LDO@X催化剂,用于甲苯侧链甲醇烷基化的气固反应中,对催化剂的制备条件和反应因素进行了测试与优化。另外还制备了磁性颗粒Fe3O4,包覆一层起保护作用的Al2O3合成Al2O3@Fe3O4用作载体,然后负载Co Al-LDH,在经过Cs OH改性和焙烧处理后得到了Cs/Co Al-LDO@Al2O3@Fe3O4磁性催化剂,将其用于甲苯侧链甲醛烷基化液固反应中。取得了如下成果:以X分子筛作为载体,使用钴、铝的硝酸盐作为原料,在X分子筛表面合成了具备层状结构的Co Al-LDH,使用Cs OH浸渍改性及450℃焙烧4 h后得到了Cs/Co Al-LDO@X催化剂。表征结果显示LDO以纳米片形式的分布在X分子筛表面,直径在100-200 nm之间,层厚在10-20nm之间。催化剂同时具备弱酸、中等酸、中等碱以及强碱位点。将该催化剂用于甲苯侧链甲醇烷基化的反应中,在最优反应条件下,催化剂中Cs含量为15 wt%,Co Al-LDO含量为6 wt%时表现出最佳催化性能,甲苯转化率可达4.92%,苯乙烯产率为1.97%;为进一步提升催化剂的甲苯转化率,通过硝酸钙引入新的碱土金属组分Ca,制备了双组分改性催化剂Ca-Cs/Co Al-LDO@X。用于反应评价发现,当Ca含量为3 wt%时催化剂的催化活性最好,在最优反应条件下甲苯转化率有8.22%,苯乙烯产率达到2.55%,此时苯乙烯选择性和侧链选择性分别为31.07%和94.93%。先制备了Fe3O4作为磁核,再包裹一层Al2O3用于保护磁核,将得到的Al2O3@Fe3O4作为催化剂载体。然后在该催化剂载体上合成了Co Al-LDH,并进行碱改性和焙烧处理得到了Cs/Co Al-LDO@Al2O3@Fe3O4磁性催化剂。表征结果显示磁核Fe3O4呈球状分布,单个颗粒的直径约为100 nm,LDO以厚度为约20 nm的纳米片的形式垂直生长于磁核表面。将催化剂用于甲苯侧链甲醛烷基化液固反应中,得到了催化剂的最佳Cs含量和LDO含量分别为15 wt%和20 wt%,反应条件优化后,甲苯转化率和苯乙烯产率分别达到3.14%和2.3%,苯乙烯选择性为73.3%。