苯乙烯作为一种基础的工业原料,合成的最终产品大量应用于汽车、包装材料、医疗器械、日常用品等,在化工行业中占据重要地位。苯乙烯传统工艺存在工艺复杂、流程长、能耗高及原料成本高等缺点,开发一种经济、环保、可持续的制备苯乙烯新工艺势在必行。研究发现甲苯甲醇侧链烷基化法是一种理想的制备苯乙烯方法。该工艺虽然在实验理论中较为成熟且具有诸多优点,但几十年的研究却未能实现其工业化,主要原因是:苯乙烯选择性低、甲苯转化率不高、催化剂寿命低等。普遍认为好的催化剂必须同时具备酸性与碱性,所以未来对于催化剂的酸碱性与催化活性间关系的研究也将具有重要的学术价值。根据以上背景,本论文主要研究的内容是通过添加不同改性物质对催化剂酸碱性能进行调控,结合一系列表征,探究催化剂结构、酸碱性能对侧链烷基化反应的影响。本论文主要结果如下:（1）考察了各种参数下制备的KX对侧链烷基化反应性能的影响。经过一系列实验发现,最佳离子交换条件为:KOH浓度1mol/L,交换两次。采用物理混合法制备了一系列金属氧化物掺杂KX催化剂,考察了所有催化剂对甲苯甲醇侧链烷基化性能影响,结论如下:经过ZnO改性的KX酸强度降低,强碱位点变弱,催化剂ZnO/KX上的甲苯转化率、苯乙烯选择性都得到提高;用MgO改性后的KX碱强度下降,催化剂MgO/KX上的苯乙烯与乙苯选择性提高;用NiO改性的KX催化剂酸强度增强,同时强碱位点变弱,催化剂NiO/KX上的乙苯选择性、甲苯转化率都得到提升;用CeO₂、La₂O₃改性的KX强碱位点变强,甲苯转化率与苯乙烯选择性都出现下降。（2）研究了K₂B₄O₇改性的KX对反应性能的影响。K₂B₄O₇的加入使得KX酸碱性能发生改变,有效提高侧链烷基化性能,增加苯乙烯产率。K₂B₄O₇加入中和或者覆盖了催化剂上部分酸位点,使催化剂上酸量减少,且酸强度下降。随着K₂B₄O₇含量的增加,苯乙烯选择性逐渐上升,在K₂B₄O₇含量为4 wt%时达到最大,此时甲苯转化率也达到最大,之后随着K₂B₄O₇含量的增加出现下降趋势。（3）探究AlCl₃改性4KB对反应性能的影响。实验表明添加一定量AlCl₃可以提升苯乙烯选择性,但也会导致甲苯转化率出现下降。苯乙烯选择性在Al Cl₃含量为0.8wt%时最高,当继续增加AlCl₃的量则出现下降现象。负载AlCl₃后催化剂的酸含量及酸强度都出现增加,碱强度下降。碱强度下降导致极化的甲苯甲基量减少,甲苯转化率出现下降。同时甲醇分解产生CO与H₂的量减少,使更少的苯乙烯加氢生成乙苯,导致苯乙烯选择性上升,乙苯选择性则出现下降。（4）考察了反应温度、反应空速、甲苯甲醇摩尔比对反应性能的影响。实验表明,温度在600 K以下,反应基本没有活性,没有生成侧链烷基化产物,当反应温度达到698 K时,苯乙烯与乙苯产率达到最大,故温度太高或者太低都对侧链烷基化反应进行不利;当空速在1h^-1时,苯乙烯与乙苯总产率达到最大;侧链烷基化产物苯乙烯与乙苯产率随着甲苯甲醇摩尔比增大而逐渐增大,而甲苯转化率却随甲苯甲醇摩尔比增大逐渐减小。