作为一种用途广泛的基础有机石油化工原料,近年来丙烯因其下游产品聚丙烯需求量的迅猛增长而导致市场对其需求逐年增加,促使研究者们开发更为快速有效的丙烯增产工艺。甲醇制烯烃（MTO）和费托合成制烯烃（FTO）是两条有效的途径,但其产物为C₂-C₄烯烃混合物,烯烃歧化反应可以将其中包含的丁烯和乙烯目的性转化为丙烯。本文研究了负载型WOx催化剂用于正丁烯和乙烯歧化制备丙烯的反应,采用固定床反应器评价催化剂的反应性能,利用N₂吸脱附曲线、TEM、XRD、UV-vis DRS、Raman、XPS、pyridine-IR、H₂-TPR、NH₃-TPD和ATR-IR等表征手段来研究催化剂的物化性质、配位数、化合键、还原度以及酸性等性质。为了筛选和研究不同载体对催化剂性能的影响而选取SiO₂、γ-Al₂O₃、TiO₂、β-SiC和SBA-15作为载体,结果表明纯硅载体负载的催化剂因其更多的Br?nsted酸和更大的表面积而具有更优异的催化性能。过高的焙烧温度导致在低温下分散的钨相重新聚集为晶态WO₃。通过对比分析未负载的WO₃、纯SBA-15和不同负载量的SBA-15,观察到未负载的WO₃不具有任何的歧化能力;纯SBA-15由于载体表面显弱Br?nsted酸性的Si-OH而表现出较好的双键异构能力;不同的W添加量会影响催化剂中孤立WOx和晶态WO₃的含量、酸性和酸量以及WOx的还原性,进而影响催化性能。正丁烯转化率和丙烯选择性随负载量的增加而先增加后缓慢降低并在15W/SBA-15达到最优值,分别为88.6%和68.6%。反应前不同预处理氛围如氧化性气体（O₂和H₂O）、还原性气体（H₂）和惰性气体（N₂）被用以改变WOx的初始状态,我们发现H₂预处理会明显缩短诱导期。水蒸气预处理会导致歧化活性完全失去,但并不影响异构化活性,这是由于催化剂中高分散和低聚的WOx烧结形成晶态WO₃以及水对W物种还原性的抑制。值得注意的是,反应后的催化剂在重新焙烧之后可以恢复部分活性。本文中同样考察了WHSV和反应温度对催化性能的作用,过高的WHSV会使原料气与催化剂表面的接触时间不足而不能发挥歧化位点全部的催化能力,异构化表现变化不大,也说明歧化步骤是反应的速率控制步骤。反应温度为500℃时催化剂具有最优的性能,过高温度时会发生热裂解等副反应而影响产物专一性。结合表征手段和负载型WOx催化剂性能,我们认为部分还原的W⁵⁺物种上具有Br?nsted酸的W-OH和具有Lewis酸的W=O均是生成初始的歧化活性位点钨卡宾的前驱体。基于以上结论,我们目的性的选用一步水热法制备W-MCM-41催化剂,使活性位点可以高分散于载体表面。表征结果显示搅拌时间5 h得到的催化剂具有较大的比表面积和规整有序的二维直型孔道,搅拌时间延长会形成不规则的裂隙大孔,更易积碳。W-MCM-41（30）因为活性位点的数量达到极大值且未被聚集态WOx覆盖而具有最优的催化性能,过高的W添加会破坏载体的有序孔道结构。上层异构化MgO催化剂的加入仅能略微提升反应性能,说明W-MCM-41中含有的异构和歧化位点足以达到热力学平衡且丁烯异构过程极短。