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丙烯是化学工业中最重要的化合物之一,是用于生产大量化学品的原料,包括聚丙烯（PP）、丙烯腈（AN）、丙烯酸（AA）、丙酮和环氧丙烷（PO）等。石脑油、轻柴油和其他石油副产品的蒸汽裂化和流化床催化裂化（FCC）是获得丙烯的最常见方法,然而这些传统工艺对高能量的需求、较差的丙烯选择性、化石能源的日益减少以及价格攀升等一系列因素要求化工工业寻找量多价廉的原料和高效的转化技术。我国页岩气（甲烷,乙烷和丙烷为主）资源较为丰富,目前除了合成气直接制丙烯技术（FTP）或通过甲醇中间体间接转化制丙烯技术（MTP）外,通过由价格较为低廉的丙烷脱氢生产高附加值的丙烯工艺引起研究者们的广泛关注。本文以制备“三高”（高活性,高选择性,高稳定性）丙烷脱氢催化剂为目的,采用杂原子分子筛（锡硅、锗硅）为载体制备了孔道限域的贵金属和非贵金属催化剂,并将这些催化剂用于丙烷直接脱氢反应。贵金属Pt在与杂原子（Sn/Ge）分子筛的结合后,获得了传统铂基催化剂难以匹敌的高性能。本文首次发现硅锗分子筛在丙烷脱氢催化剂制备中的独特使用价值,并且在此研究过程中,我们还发现高温氢气处理能够可控还原富锗的硅锗分子筛骨架,获得不同孔道结构的材料。第一部分以深度脱铝的DA-Beta为硅源出发,采用再晶化的方法合成了高锡含量的*BEA分子筛（Sn-Beta）,考察了不同还原温度对制备Sn@Sn-Beta催化剂的影响,最后确定了催化剂的最优制备条件。但由于还原出分子筛骨架的金属锡量的限制以及Sn-Beta自身Lewis酸性的影响,此催化剂除稳定性极佳外,其催化活性和丙烯选择性均不太理想。600℃反应温度下只有不到20%的丙烷可以被转化,丙烯选择性也不到90%的。为了改善催化效果,少量的Pt被负载引入与载体Sn-Beta协同催化。本文采用高锡含量的Sn-Beta为载体,以H2Pt Cl6为铂源,采用湿法浸渍制备得到催化剂前体Pt-Sn-Beta-P。随后我们研究了不同预处理过程对催化剂制备的影响,分别采取焙烧-还原以及直接还原的方法制备催化剂。结果表明,经过焙烧处理后,铂颗粒会明显聚集,随后的氢气还原会使得形成大量的PtxSny合金,对反应不利。相反地,直接还原制备的催化剂拥有更好的催化性能,即在催化反应开始前该前体Pt-Sn-Beta-P经过氢气预还原处理,得到Pt@Sn-Beta-R催化剂,最终用于丙烷脱氢。该催化剂的制备旨在利用分子筛上高度分散的骨架锡位点锚定客体铂,最终形成了Sn-Beta限域的亚纳米尺度的超细铂团簇,同时也有部分单原子Pt存在。该催化剂在500℃的反应温度下获得了47%的丙烷转化率,99%的丙烯选择性以及长达250个小时的稳定期。同时我们还考察了Pt量和Sn量对催化性能的影响,确定了一个最佳的比例,以此提出了该催化剂在催化丙烷脱氢过程中的可能反应路径。第二部分针对上述浸渍法制得的催化剂前体Pt-Sn-Beta-P不抗焙烧的结果,我们提出采用离子交换的方法负载Pt于Sn-Beta分子筛。具体地,我们以带结构导向剂（TEAOH）的Sn-Beta为载体,以Pt（NO3）2为铂源,利用离子交换将Pt置换到分子筛孔道内,后续的空气焙烧去除剩余的结构导向剂。在催化反应开始前经过氢气预还原处理,得到Pt@Sn-Beta-ie-CR催化剂,最终用于丙烷脱氢。该催化剂的制备旨在利用结构导向剂TEA+定向置换Pt2+,使其落位于分子筛孔道内,并且在剩余结构导向剂的保护下即使高温空气焙烧不会使得Pt颗粒聚集长大,随后的还原过程也不会形成对反应不利的PtxSny合金,最终形成了孔道限域的高分散Pt团簇。该催化剂以更少的Pt负载量（0.22 wt.%）在500℃的反应温度下获得了大约35%的稳定丙烷转化率,99%的丙烯选择性,最重要的是相较于焙烧还原的浸渍样品其稳定性有了长足的提升。我们还考察了该催化剂的循环使用寿命,在经过空气焙烧去除积碳后,催化剂的催化性能基本能够得到恢复,这就赋予了催化剂良好的使用前景。第三部分从高锗含量的UTL分子筛（硅锗摩尔比为4.7）出发,在结构导向剂的保护下进行高温酸洗,大量骨架Ge原子被Si原子替代,制备得到了不同Si/Ge比且结构稳定的Ge-UTL。我们以获得的结构稳定的Ge-UTL为载体,以H2Pt Cl6为Pt源,采用湿法浸渍制备得到催化剂前体Pt-Ge-UTL-P,在催化反应开始前该前体经过氢气预还原处理,得到Pt@Ge-UTL催化剂,最终用于丙烷脱氢。该催化剂的制备旨在利用Ge-UTL的特殊的双四元环结构以及更高含量的骨架Ge诱导形成高度分散的Pt位点,最终形成了孔道限域的近原子级分散的Pt,因此更好地提升了丙烷脱氢的催化性能。该催化剂在500℃的反应温度下获得了超过54%的丙烷稳定转化率,99%以上的丙烯选择性以及在不同的丙烷分压,空速以及反应温度下持续稳定催化4200小时以上。本文也考察了孔道尺寸对催化剂的制备以及催化性能的影响。我们从母体UTL出发,酸洗制备两个平均孔道尺寸依次减小的材料（ECNU-15和ECNU-14）,结构中分别含有各占一半的双/单四元环以及全部的单四元环。结果表明双四元环的存在对制备高分散的金属以及反应过程中稳定Pt物种的重要性。与此同时,在研究过程中我们还首次发现了通过高温氢气处理即能够可控还原富锗UTL骨架,简单绿色地得到了两种不同孔道结构的材料,分别为IPC-2和IPC-6。