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正丁烯氧化脱氢工艺是很有发展前景的丁二烯生产工艺，其核心关键是研发一种高活性、高选择性、稳定性好的催化剂。本论文采用不同方法制备了一系列改性的铁尖晶石催化剂，并将其用于催化正丁烯氧化脱氢制备丁二烯，表征分析了催化剂的表面性质、晶体性质和氧物种性质对其正丁烯氧化脱氢性能的影响。
通过反加式共沉淀法于800℃煅烧制备了Mg、P共掺杂的铁尖晶石催化剂，利用BET、XRD、NH3-TPD、H2-TPR等手段对催化剂进行表征，研究了Mg、P等元素掺杂对铁尖晶石催化剂正丁烯氧化脱氢性能的影响。研究表明，Mg元素掺杂可以降低铁尖晶石催化剂中α-Fe2O3相的相对含量从而提高催化剂的正丁烯氧化脱氢性能；P元素掺杂可进一步降低铁尖晶石催化剂中α-Fe2O3相的相对含量，增加选择性氧化物种的活性和含量，保持催化剂较高的表面酸度并抑制催化剂中Fe3+到Fe2+的不利还原。当催化剂中Fe∶Mg∶Zn∶P=32∶15∶1∶0.02(摩尔比)时，催化剂的正丁烯氧化脱氢性能最好，该催化剂在400℃，正丁烯∶O2∶H2O=1∶0.75∶14(体积流量)，正丁烯体积空速为300h-1的条件下，可稳定催化正丁烯氧化脱氢反应50h而正丁烯转化率、丁二烯选择性和收率仅略微下降，最终获得了80.7%的正丁烯转化率、90.6%的丁二烯选择性和73.2%的丁二烯收率。
通过表面活性剂改性的溶胶-凝胶法制备了系列铁尖晶石催化剂，研究了表面活性剂种类、用量和Mg元素掺杂对催化剂正丁烯氧化脱氢性能的影响，利用BET、XRD、NH3-TPD、H2-TPR等手段表征了催化剂的理化性质。结果表明，表面活性剂的加入可以提高ZnFe2O4催化剂的正丁烯氧化脱氢性能，聚乙二醇-6000(PEG-6000)的效果最显著；PEG-6000的添加可以完善催化剂的晶体结构，增加催化剂表面弱酸数量；PEG-6000和Mg的加入均可以增加选择性氧化物种的活性及含量。当PEG-6000添加量为0.2g，催化剂二价金属中Mg元素物质的量分数为50%时，催化剂的正丁烯转化率、丁二烯选择性和收率是最高的，分别为76.6%、89.1%和68.2%。
通过反加式共沉淀法于800℃煅烧制备了Mg、P共掺杂的铁尖晶石催化剂，利用BET、XRD、NH3-TPD、H2-TPR等手段对催化剂进行表征，研究了Mg、P等元素掺杂对铁尖晶石催化剂正丁烯氧化脱氢性能的影响。研究表明，Mg元素掺杂可以降低铁尖晶石催化剂中α-Fe2O3相的相对含量从而提高催化剂的正丁烯氧化脱氢性能；P元素掺杂可进一步降低铁尖晶石催化剂中α-Fe2O3相的相对含量，增加选择性氧化物种的活性和含量，保持催化剂较高的表面酸度并抑制催化剂中Fe3+到Fe2+的不利还原。当催化剂中Fe∶Mg∶Zn∶P=32∶15∶1∶0.02(摩尔比)时，催化剂的正丁烯氧化脱氢性能最好，该催化剂在400℃，正丁烯∶O2∶H2O=1∶0.75∶14(体积流量)，正丁烯体积空速为300h-1的条件下，可稳定催化正丁烯氧化脱氢反应50h而正丁烯转化率、丁二烯选择性和收率仅略微下降，最终获得了80.7%的正丁烯转化率、90.6%的丁二烯选择性和73.2%的丁二烯收率。
通过表面活性剂改性的溶胶-凝胶法制备了系列铁尖晶石催化剂，研究了表面活性剂种类、用量和Mg元素掺杂对催化剂正丁烯氧化脱氢性能的影响，利用BET、XRD、NH3-TPD、H2-TPR等手段表征了催化剂的理化性质。结果表明，表面活性剂的加入可以提高ZnFe2O4催化剂的正丁烯氧化脱氢性能，聚乙二醇-6000(PEG-6000)的效果最显著；PEG-6000的添加可以完善催化剂的晶体结构，增加催化剂表面弱酸数量；PEG-6000和Mg的加入均可以增加选择性氧化物种的活性及含量。当PEG-6000添加量为0.2g，催化剂二价金属中Mg元素物质的量分数为50%时，催化剂的正丁烯转化率、丁二烯选择性和收率是最高的，分别为76.6%、89.1%和68.2%。