中文摘要：

根据组合化学概念，用溶胶凝胶法研制活性中心高分散且具有大比表面积的无机金属复合氧化物催化剂，选择二氧化碳反应介质，研究乙苯氧化脱氢反应，使乙苯转化率为30%以上，苯乙烯选择性达90%以上。并剖析催化剂在低温下的催化作用本质。该项研究成果将对获取自主知识产权催化剂研制体系、对拓宽二氧化碳反应领域，揭示具有特殊性能的新型无机金属复合氧化物催化剂在传统反应过程中的催化作用有一定的学术价值和科学意义。

结论摘要：

采用二氧化碳作为弱氧化剂进行乙苯氧化脱氢制苯乙烯，是一个节能的绿色反应体系。运用组合化学法经酸催化溶胶凝胶法筛选及合成催化剂，管式固定床反应器考察催化剂催化活性。通过近百种催化剂筛选，钒/钛复合氧化物催化剂VxT的低温(450度)催化性能较好，当二氧化碳与乙苯体积进料比为30时乙苯转化率达16.2%，苯乙烯选择性达99.5%。提高反应温度将使乙苯转化率提高。对使用前后催化剂的研究表明，反应过程遵循氧化还原和反应耦合两种作用机制，氧化还原机理为主。催化剂表面积炭和活性物种钒由高价态被还原到低价态是导致催化活性降低的主要原因。空气再生催化剂活性可完全恢复，二氧化碳作为再生介质时催化活性可部分恢复。二氧化碳在反应过程中同时起氧化与消炭作用，在450度下二氧化碳的消炭反应与催化剂表面积炭生成反应相比速率较慢。通过反应机理分析，添加第三组分有助于改善VxT催化剂的低温活性和寿命。在VxT催化剂表面负载Fe后，乙苯转化率由原来的13.8%提高到20.0%；载体中添加Al负载V后催化活性提高到20.7%。原因是增强了耦合反应和改善了活性组分表面分散度。研制的钛基复合氧化物催化剂已申请国家发明专利。