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目前,我国传统石油路线的丙烯生产呈现下行趋势,而丙烯的需求量稳步增长,供需矛盾日益突出。以丰富且价廉的丙烷为原料通过CO2氧化脱氢（CO2-ODHP）获得高附加值的丙烯,有望在缓解丙烯短缺问题的同时实现CO2的资源化利用,是丙烯生产路线中较理想的途径。GaN能够有效活化低碳烷烃中的C-H键,在丙烷脱氢反应中表现出较高的活性。然而,纯GaN因颗粒较大、比表面积小、结晶度高、颗粒之间易粘连等问题导致其催化活性较低、稳定性不好。因此,增大GaN催化剂的比表面积,提高GaN颗粒的分散度,对于改善其催化性能尤为重要。而解决这些问题的关键是将GaN作为活性组分高分散于载体上,制备出具有大比表面积、合适的孔道结构且活性组分利用率更高的负载型镓基催化剂。本研究以CO2气氛下的丙烷脱氢为模型反应,采用浸渍法将GaN纳米颗粒负载于多孔Q-x（主要组分SiO2,x=3,15,30,50）载体上,制备了 GaN/Q-x催化剂。采用XRD、氮气物理吸附、紫外-可见漫反射光谱等技术对催化剂的结构、织构、性能进行了表征分析,并对其催化CO2-ODHP反应性能进行了评价,进一步利用TPSR、Raman等方法对GaN/Q-x催化CO2-ODHP反应的机理进行了探究,研究内容和结论如下:（1）催化剂的制备与表征。采用“一步固相合成法”制备了 GaN纳米颗粒,并利用浸渍法制备出一系列不同GaN负载量和不同Q-x载体负载的GaN/Q-x催化剂。催化剂的结构性能分析结果表明:GaN/Q-x催化剂中活性组分GaN的颗粒粒径更小,分散度更高,GaN活性组分的利用率更高;GaN/Q-x催化剂相比于纯GaN纳米颗粒具有更大的比表面积和更合适的孔道结构,且CO2-TPD显示GaN/Q-x相比纯GaN表面碱性位点更多,对CO2气体的吸附能力更强。以上性质均有利于催化CO2气氛中的丙烷脱氢反应。（2）催化剂性能评价。在压力为1.0 MPa,温度为600℃,反应物气体总流量为30 mL·min-1的条件下,采用固定床反应装置评价了所制备催化剂的脱氢性能。对比了纯GaN与GaN/Q-x催化剂和不同的GaN负载量、Q-x载体及反应原料气配比等因素对GaN/Q-x催化丙烷脱氢性能的影响。研究结果表明:GaN/Q-x催化剂对催化CO2-ODHP反应的活性和选择性明显优于体相GaN;在600℃温度下,5-GaN/Q-3（GaN负载量为5 wt.%）催化剂,在反应物气体物质的量比为C3H8/CO2/N2=1/2/7时的催化性能最优（丙烷转化率达到31%,丙烯选择性为93%）。（3）催化脱氢反应机理研究。利用TPO、TPSR、Raman等技术手段初步探究了GaN/Q-x催化剂对CO2-ODHP反应的催化作用机理。结果表明,表面配位不饱和的Ga3+作为活性物种可以活化丙烷的C-H键,而镓物种与载体之间的酸碱协同作用能够促进丙烷的脱氢反应。此外,揭示了 CO2气体在丙烷脱氢中的作用:其一,在反应初期除去催化剂上的无定形碳,进而减少催化剂表面的积炭量;其二,通过逆水煤气转换反应（RWGS）除去反应中产生的H2,促进丙烷脱氢平衡正向移动,提高丙烷的转化率;其三,载体Q-x上大量的微孔有利于CO2分子的富集,从而促进反应的进行。