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甲基异丁基酮广泛用于涂料溶剂、合成橡胶防老剂和稀有金属萃取等。近些年来我国对甲基异丁基酮的需求量增长迅速,但是到目前为止仍有近百分之四十的消费量依靠进口。究其原因,主要是我国甲基异丁基酮企业缺乏拥有自主知识产权、耗能低、产率高的丙酮一步合成甲基异丁基酮工艺。鉴于此,本文目的在于开发具有催化效能高、生产成本低、使用寿命长的催化剂,并在高压反应釜中对催化剂进行评价,再使用X射线衍射、BET、NH3-TPD和CO2-TPD等检测方法对不同系列的催化剂进行表征分析。本文首先研究了用于丙酮一步合成甲基异丁基酮催化剂的制备方法,并用高压反应釜进行合成反应,对催化剂进行评价。具体考察了制备ZrO2时混合物的陈化温度、焙烧温度、镍含量(浸渍液中镍的质量百分数)及催化剂还原温度等对催化剂Ni-ZrO2催化活性的影响。在对催化剂进行评价之后,我们选择了对催化剂催化活性影响较大的几个因素做了进一步分析。在研究过程中,我们对不同镍含量系列催化剂及不同还原温度系列催化剂进行XRD检测；对不同镍含量系列催化剂还做了BET、NH3-TPD和CO2-TPD等检测。通过以上实验研究,我们得出各因素的最佳数值：陈化温度为80℃,焙烧温度为600℃,镍质量百分含量为13.0%,还原温度为400℃。按以上工艺条件制备的Ni-ZrO2催化剂,在反应温度200℃,反应压力3.OMpa,反应时间为2小时,在高压反应釜中反应,丙酮的转化率为33.13%,甲基异丁基酮的选择性达73.14%。从催化剂的评价结果中我们还发现：使用Ni-ZrO2催化丙酮一步合成甲基异丁基酮,其主要副产物为异丙醇,其它副产物含量基本可忽略不计；在各考察因素中,陈化温度和焙烧温度对催化剂催化性能影响较小,而催化剂的镍含量及还原温度对催化剂性能影响较大,特别是镍含量的影响；丙酮转化率与目的产物甲基异丁基酮选择性始终呈反相关,即当丙酮转化率升高时甲基异丁基酮选择性降低,当丙酮转化率下降时甲基异丁基酮选择性增加。在对Ni-ZrO2进行表征分析之后,我们得出：Ni-ZrO2催化剂表面含有丰富的酸碱活性中心及催化加氢能力较强的金属活性中心；在催化过程中,单质镍的含量并不是越高对反应越有利,只有当Ni与NiO含量比达到一定量及配比时对反应才是最有利的；若要使反应收率得到提高,需合理调整催化剂表面的酸性活性中心、碱性活性中心及金属活性中心的数量、强度及配比。