随着环保要求的日益提高，高品质汽油的需求量日益增长。碳四烷基化汽油的重要性变得越来越突出。异丁烷和异丁烯是C4烷基化汽油的主要原料之一，为了把应用价值较低的正丁烷转化为异丁烷，正丁烷的异构化催化剂研究就显得十分重要。而现有的正丁烷异构化工艺难以避免设备腐蚀、环境污染的缺点，因此需要开发环境友好的新工艺。本文采用杂多酸催化剂体系，深入研究了负载型杂多酸催化剂的正丁烷异构化性能，及其酸性的稳定条件；并借助于NH₃-TPD-MS、XRD、TG-DTA和Hammett指数测定等手段对杂多酸催化剂进行了表征。 论文考察了不同keggin型杂多酸、不同载体、不同负载量对负载型杂多酸催化剂正丁烷异构化性能的影响，以及负载杂多酸催化剂的酸强度和酸量与其正丁烷异构化性能的关系，并考察了HPW在载体上的分散状态。研制出了具有优良反应性能的HPW（磷钨酸）／SiO₂催化剂，在300℃，3.7MPa，临氢条件下，正丁烷转化率达到38％，接近该温度下的热力学平衡，选择性达90％以上。 考察了反应体系中H₂对催化剂反应性能的影响，通过对反应8小时后HPW／SiO₂催化剂的热重、差热分析及酸性测定等研究，发现临氢和非临氢催化剂上积碳量的差异并不明显，不临氢条件下催化剂活性的下降主要是由强酸中心减少所致，而H₂的存在提高了催化剂强酸中心的稳定性和反应选择性。 论文还考察了负载型HPW催化剂加入金属离子后的正丁烷异构化性能和酸性质。发现，对于负载杂多酸催化剂体系，只有酸强度达到H_O＜-13.75的酸中心才具有较好的正丁烷异构化活性。 由于杂多酸的酸性质随水含量的变化而有较大变化，其失水过程难以控制，使得其催化性能难以保持稳定。本文详细研究了HPW／SiO₂的失水过程，找出了在一定温度下维持杂多酸酸强度的适宜水分压，并应用于正丁烷异构化反应11 负载杂多酸催化剂的正丁烷异构化研究中，提高了杂多酸催化剂在反应过程中的活性和稳定性。