从我国能源形势、环境保护和国内低碳烯烃供需关系考虑,以合成气为原料,通过费-托合成反应生产低碳烯烃具有巨大的市场前景和战略意义。铁基催化剂具有价格低廉、低碳烯烃选择性高、抗毒性较好等优点。但是传统铁基催化剂具有微观形貌不易调控,还原过程复杂,稳定性较差等缺点。并且铁基催化剂的研究也存在诸多挑战,例如相变复杂,表征困难,活性相尚不明确等。本文通过溶剂热法制备了尖晶石结构的MFe2O4 (M=Mn、Fe、Co、Ni)催化剂。第二金属的加入可以减小催化剂的粒径。此外,Mn的加入可抑制Fe3O4的还原,而Co和Ni的加入则会促进Fe3O4的还原,形成二元合金。低碳烯烃选择性顺序为：MnFe2O4> Fe3O4> CoFe2O4> NiFe204。为了进一步研究Mn对于Fe3O4催化剂制备低碳烯烃的影响,建立Fe-Mn催化剂的构-效关系,本课题通过溶剂热法制备了一系列Mn掺杂的Fe3O4催化剂。掺杂的Mn进入Fe3O4的晶格中,取代了一部分Fe2+,使晶格膨胀。实验中还发现掺杂后的催化剂粒径减小,这是由于Mn的加入可降低催化材料的结晶度,同时减小纳米颗粒的表面张力,有利于Fe3O4的分散。在还原阶段,随着Mn含量的增加,Fe0的含量逐渐降低,而FeO的含量逐渐升高。在反应阶段,Fe0趋向于向χ-Fe5C2转化,而FeO则趋向于转化成rη-Fe2C。随着η-Fe2C含量的升高,C2-C4烯烃的选择性升高,说明η-Fe2C对于生成低碳烯烃具有重要的作用。当Mn的实际比例为10.5%时,催化剂的C2-C4的时空收率最高。