盡管PDH反應中Pt基催化劑和Cr0、基催化劑已經實現了二氯丙烷工業化，但是由于Pt的價格昂貴和Cr氧化物的毒性高都限制了它進一步的開發應用。Ti0:具有價格低廉、環境友好以及化學性質穩定等優點，通常被用于光催化領域或者烷烴脫氫反應中的載體。在我們課題組先前的研究中發現，銳欽礦晶型二氧化欽本身就可以作為PDH反應的催化劑，催化活性與二氧化欽表面缺陷有關。通過實驗和DFT計算確定了Ti0:表面氧空位周圍的四配位欽離子是PDH反應的活性位點，采用氫氣氛圍處理的手段可以生成更多的氧空位和活性位點四配位欽離子，顯著的提高了二氯丙烷脫氫的催化性能。通過co原位還原得到的T1:納米顆粒同樣具有出色的PDH催化活性。研究發現還原性二氯丙烷及其衍生物可以和銳欽礦型T1:的晶格氧反應形成氧空位和不飽和配位的欽陽離子，可以催化PDH反應且具有較高的選擇性。盡管Ti0:作為一種新型的二氯丙烷脫氫催化劑，在PDH反應中已經取得了一些進展，但是其結構與活性位關系和反應機理還不甚明確。因此，本論文在課題組前期研究的基礎上，主要從金屬離子摻雜Ti0:催化劑出發，進一步提高PDH反應的催化性能和反應機理。采用溶膠凝膠和溶劑熱法相結合的制備方法合成一系列金屬離子摻雜的Ti0:催化劑，測試PDH反應活性及選擇性。采用一系列表征技術對測試的催化劑進行表征，得到相關催化劑的物理化學性質。
  采用溶膠凝膠和溶劑熱法相結合，引入摻雜元素抗，制備一系列摻雜不同Sc含量的銳欽礦Ti0:基催化劑，測試600 0C下它們二氯丙烷直接脫氫的反應活性和選擇性。采用XRD,SEM, UV-vis, EPR和TPD等不同的表征手段，探究催化劑反應性能和物理化學結構之間的構效關系。根據催化性能確定最佳的摻雜含量，研究摻雜元素Sc對于Ti0:基催化劑結構性能的影響。
  在溶膠凝膠中加入的水與欽前驅體在溶液中發生水解反應，水的加入量由水解反應中水與醇鹽的物質的量比計算，在(1)的抗摻雜含量較高時，出現凝膠時間變長的現象。以Swt%的Sc摻雜制備欽前驅體和水量不同摩爾比的SSc/Ti0、催化劑，并測試它們在二氯丙烷脫氫反應中的活性和選擇性。
  采用La,Sm, Dy, Yb等不同稀土元素摻雜制備2-98R/Ti0、催化劑，理論上稀土元素R與欽原子摩爾比為2: 98，在相同的條件下對它們進行PDH活性測定。研究金屬離子的種類對PDH反應活性和選擇性的影響。結合相關催化表征技術，研究稀土金屬離子摻雜對催化劑的物理化學結構的影響并且進一步探究其反應機理。www.www.lslydiy.com