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BN和B2O3选择性催化低碳烷烃制备烯烃,对天然气化工发展具有重要的意义。但是对于催化活性位以及反应机理的认识,存在重大争议。本论文系统研究了BN和B2O3催化剂选择性催化低碳烷烃转化为烯烃的反应机理。采用Gaussian 09软件包,密度泛函理论方法,B3LYP泛函,并结合Grimme-D3色散校正,选用6-31G（d,p）基组研究了这一系列反应机理。（1）氧化BN材料催化乙烷、丙烷及正丁烷氧化脱氢的反应机理,以协同脱氢或者分步脱氢两种方式进行。氧气吸附在BN纳米管（BNNT）和六方BN（h-BN）分别得到armchair-a,armchair-b,ziazag-B和ziazag-N四种共8个活性位。ODH反应可以在原子氧型的armchair-b活性位上通过一个八元环的过渡态,在ziazag-N活性位上通过一个九元环的过渡态协同脱氢生成烯烃。这一系列反应协同脱氢的活化能在59KJ/mol到133 KJ/mol之间。协同脱氢因较低的反应活化能,且反应一步生成烯烃而无其他中间体,因此是BN催化制备烯烃反应具有高选择性的原因。在BNNT和h-BN的armchair-a,armchair-b及ziazag-B活性位上,低碳烷烃氧化脱氢还可以分步脱氢的方式进行。在armchair-b活性位,既可以发生协同脱氢也可以发生分步脱氢反应。羟基化的BNNT在氧气的帮助下可以分步或协同方式实现催化剂活性位的复原。丙烷ODH反应生成丙烯后,丙烯的脱附能小于C-C键断裂竞争反应的活化能,也是反应高择性的原因。（2）氧化硼材料催化丙烷氧化脱氢反应机理作了初步探讨。氧化硼材料结构类似BN材料中的ziazag-B活性位。两步脱氢反应机理的活化能分别为177.35 KJ/mol和234.15 KJ/mol,自由能分别为-395.72和32.81 KJ/mol。与BN材料中的ziazag-B活性位的活化能相近,但是高于ziazag-B。对于氧化硼催化甲烷选择性氧化,反应一共可以分为三个部分进行。第一步生成催化活性位,第二步甲烷氧化为甲醛,第三步实现催化剂活性位的复原。其中第二步甲烷氧化为甲醛又可以分为两步进行,甲烷C-H键的断裂和羰基的形成。第一步反应的活化能为205.33 KJ/mol,自由能为66.52 KJ/mol。第二步甲烷C-H键断裂的活化能为271.49 KJ/mol,自由能为-209.07 KJ/mol,羰基形成的活化能为191.41 KJ/mol,自由能为-249.47 KJ/mol。第三步反应的活化能为136.58KJ/mol,自由能为4.52 KJ/mol。