天然气作为一种重要能源，丰富的储量为其在化工方面的利用提供了良好的保证。同时，国际上为适应21世纪全球能源和石油化工原料结构转变的需求，将天然气替代石油合成烯烃，即通过甲烷氧化偶联制取高级烷烃从技术、资源利用、环境保护等方面考虑都是经济合理的选择。　　 甲烷氧化偶联反应技术的核心是催化剂的研究与开发，目前对其反应动力学及微观反应机理研究的不成熟阻碍了其催化剂的开发和改进。本文通过对其催化剂及催化反应的研究，在文献调研、理论分析的基础上，开展了对主要反应物种的作用及主反应机理的甄别，建立了基于Monte Carlo方法的W/Mn体系催化剂上甲烷氧化偶联氧化反应模型和计算方法，从分子水平上对其微观反应机理过程进行监控，根据各种微观状态描绘出体系的静态和动态行为，在分子水平上跟踪体系的演化特点，从而获得对微观机理的直接认识，并对催化剂的设计改进和反应过程的优化提供参考。　　 模拟结果表明本计算模型设计合理，计算结果较可靠。同时通过模拟W/Mn之间相互协同作用，反应分子在催化剂上的吸附、演变情况和晶格氧对反应结果的影响规律等，结果表明：(1)CH4的反应效率不高一方面与表面存在过多的反应中间物种而没有足够的吸附活性空位有关，另一方面则由于反应中氧气大量消耗，作为活化CH4的表面晶格氧得不到补充，而导致催化活性大大降低；(2)反应过程中C2H6和C2H4在催化剂表面吸附量很少，其反应更多的发生在气相主体而非催化剂表面；(3)当活性位中同时包含Mn活性位和W活性位时，甲烷转化率以及烯烷比受活性位个数比的影响较小，C2烃的收率则随Mn活性位个数的增加先增后减；而活性位中不包含W活性位时，C2烃选择性下降较厉害，烯烷比较大；(4)反应物分子越容易在催化剂表面吸附，其甲烷转化率越大；而C2烃选择性则不随分子吸附概率大小而规律变化，在反应初期，吸附概率越大对C2的选择性越不利，而在反应的后期情况则相反，吸附概率的增大有利于增加C2烃选择性；(5)提高Mn位上晶格氧的活化概率可使甲烷转化率有所提高，而增加协同位晶格氧的活化能力，无论是甲烷转化率还是C2烃选择性均有显著的提高，烯烷比则有有所下降。　　 依据上述模拟结果，本文最后探讨了今后甲烷氧化偶联催化剂的设计和反应过程的优化，为实现高性能甲烷氧化偶联催化剂的优化和改进提供了参考。