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本文以堇青石蜂窝陶瓷为第一载体、γ-Al2O3为第二载体，制备了用于乙苯CO2脱氢的Fe系催化剂。研究了活性组分Fe2O3的最佳负载量、助剂对催化剂活性的影响、规整结构催化剂的优点、催化剂失活原因和反应机理。研究发现，当Fe2O3负载量为10wt％时，Fe2O3/γ-Al2O3催化剂对于乙苯CO2脱氢反应活性最佳；添加适量碱金属、碱土金属和稀土元素氧化物为助剂改善Fe2O3/γ-Al2O3催化剂性能，催化剂活性明显提高，稳定性也有所增加。通过正交试验研究K2O、MgO、CaO和Ce2O3助剂对催化剂性能的影响，结果表明在研究范围内，对于乙苯转化率，CaO和Ce2O3显著，CaO＞Ce2O3＞K2O＞MgO；对于苯乙烯选择性，K2O＞MgO＞Ce2O3＞CaO，但差别较小；对于催化剂稳定性，MgO和Ce2O3显著，MgO＞Ce2O3＞K2O＞CaO。通过与传统颗粒催化剂比较，发现规整结构催化剂对于乙苯脱氢反应，乙苯转化率和苯乙烯选择性明显提高。通过热重、X射线衍射、X射线光电子能谱、程序升温还原、N2物理吸附等表征对不同反应时段的Fe2O3/γ-Al2O3催化剂进行表面化学性质分析，结果表明Fe3+的过度还原是催化剂失活的主要原因，催化剂表面积碳和物理结构变化也促进了对催化剂失活。通过微观反应动力学模拟研究了反应机理，结果表明乙苯和CO2的的吸附是反应的控制步骤，适当低温有利于CO2的活化并促进逆水煤气变换反应的进行。