异丁烷催化脱氢制取异丁烯反应系将廉价丰富的异丁烷转化为高附加值基础化工原料异丁烯,同时反应涉及到C-H键活化与控制脱氢等学术难题,是石油化工技术研究领域的重点课题,具有重要的学术研究价值和社会经济效益。本论文采用水热晶化法、溶胶-凝胶法、溶剂蒸发自组装法调控载体形貌及孔道结构,成功制备了有序介孔氧化铝载体。以铬氧物种为活性组分,碱金属钾为助剂,采用浸渍法制备负载型催化剂,用于异丁烷催化脱氢反应,研究了反应温度、原料流速、催化剂粒径等因素对催化性能的影响。采用X射线粉末衍射、透射电子显微镜、N2物理吸附、氢气程序升温还原及热重等表征方法探讨了载体形貌、孔道结构与催化性能的构效关系,主要研究成果如下：1.采用水热晶化法,通过调控晶化温度成功制备了三种形貌γ-Al2O3载体。三种形貌Cr基催化剂反应初期,异丁烷转化率分别为42.4%、54.3%、65.9%,异丁烯选择性分别为86.0%、89.0%、81.9%,反应500 min,三种形貌催化剂性能趋于一致,异丁烷转化率迅速下降至35.0%,异丁烯选择性缓慢下降至83.0%。2.在传统以水作为溶剂的溶胶-凝胶法基础上,首次提出乙醇作为有机溶剂进一步进行水解、缩合反应,考察了乙醇溶剂热反应对γ-Al2O3粒径、形貌的影响。采用传统溶胶-凝胶法制备的γ-Al2O3为块状团聚体,经溶剂热反应,获得了薄片状γ-Al2O3。通过添加P123,成功制备了尺寸约1μm薄片状γ-Al2O3组装体,比表面积为114.70 m2/g。薄片状γ-Al2O3组装体有效减少团聚效应,增加比表面积,减小传质阻力。组装体Cr基催化剂在异丁烷催化脱氢反应中,反应初期,异丁烷转化率为67.5%,异丁烯选择性为89.6%,反应500 min,异丁烷转化率下降至30.0%,异丁烯选择性下降至80.0%。3.针对以上催化剂稳定性差的问题,调节载体孔道结构,引入有序介孔。采用溶剂蒸发自组装法,提出低温控制水解缩聚速率,制备了热稳定性良好的有序介孔γ-Al2O3，比表面积为296.50m2/g。介孔Cr基催化剂在异丁烷催化脱氢反应中表现出优越的催化活性与稳定性,反应初期,异丁烷转化率为63.1%,异丁烯选择性为85.5%,反应700 min,异丁烷转化率维持在54.2%,异丁烯选择性维持在80.8%。前700 mmin反应时间内,相比于常规催化剂,异丁烷转化率和异丁烯收率都提高10%～15%。介孔孔道的引入,提高比表面积,增加活性组分分散性,增强催化剂容碳能力。