随着低碳烯烃需求量和天然气、页岩气的探明储量的不断增加,丙烷等低碳烷烃无氧脱氢定向增产丙烯技术替代传统的蒸汽裂解和催化裂化技术具有重要的经济价值。但是目前的商业催化剂仍然存在活性组分高温烧结积碳导致失活、催化剂制备成本较高等问题。因此,迫切需要开发使用寿命长、循环利用性良好或者地壳储量丰富、无毒、低成本的高性能PDH催化剂的开发策略。基于此,本论文工作主要从两方面出发,一方面主要调变微孔TS-1载体的介孔孔道结构,限域高活性PtSn纳米颗粒和促进气固接触-分离;另一方面,探究廉价还原氧化铝氧空位临近的配位不饱和活性位结构及催化机理,为进一步制备廉价高效的PDH氧化物催化剂提供理论指导。（1）利用脱硅控制合成不同的多级孔结构的TS-1载体负载PtSn催化剂,探究其对长时间反应稳定性、循环再生稳定性、丙烯生成速率的影响。利用FT-IR、UV-Vis、NH3-TPD、XRD、XPS、N2物理吸脱附等表征探究了载体的组织结构（钛硅骨架结构、表面酸性等）、PtSn活性中心的价态等与催化性能之间的构效关系;采用TEM、TG、Raman表征技术探究了多级孔结构与PtSn颗粒的分散与烧结程度、生焦情况、积碳类型之间的关系,发现多级孔结构明显减少了积碳总量,但积碳类型几乎没有变化,适当的脱硅扩孔有利于PtSn颗粒的分散且有效抑制其烧结。ZLC（零长柱法）研究了丙烯/丙烷分子在分级多孔结构中的扩散规律,结果表明制备的分级多孔结构有利于增大活性组分与反应物的接触面且促进了丙烯的脱附扩散速率,降低了积碳的生成速率,提高了催化剂的催化活性和稳定性。（2）通过对于不同晶相的γ,δ,θ,α-Al2O3纳米催化剂可控还原,探究生成的氧空位（相应的配位不饱和Al-O酸碱对）与丙烷脱氢活性之间的量化关系。利用O2脉冲氧化实验发现还原态氧化铝的氧空位数量与丙烯生成速率成线性关系。通过NH3-TPD、C3H8-TPD和C3H6-TPD物理化学吸附相关表征,深入了解Alcus的形成过程以及在PDH反应过程中的氧化铝催化剂表面动态结构变化。