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纳米颗粒的表面配体修饰,是一种简单、廉价且高效的调控催化反应的手段。表面配体修饰所产生的电子、位阻等效应会影响物质的吸脱附性能,从而影响催化剂的催化活性、催化选择性及催化稳定性,是调控催化反应的重要方法。目前为止,表面配体修饰策略多采用传统有机配体,其热稳定性局限使相关研究多集中在低温液相反应中,对于高温气相反应研究甚少(>300℃),由此对该修饰策略的应用受到了一定的限制。因此,开发稳定的配体及修饰方法,拓展其催化应用,并有效调控催化反应是纳米催化领域的一个重要课题。本文从纳米颗粒的表面修饰出发,成功制备了具有高温稳定性的表面聚磷酸结构配体(SPP)修饰的纳米氧化镍,并针对性地将其应用于丙烷氧化脱氢和含硫甲烷催化燃烧反应,分别实现了对反应的选择性调控和抗硫稳定性调控。本文首先提出了一种耐高温配体表面修饰方法。该方法首先将氧化镍纳米颗粒经磷酸盐溶液简单处理,然后通过高温焙烧,纳米颗粒表面磷酸盐结构缩聚成聚磷酸结构,最终以无机聚磷酸结构配体成功原位修饰在纳米颗粒表面。FT-IR、XPS等表征证明氧化镍表面聚磷酸结构的成功修饰。同时具有良好的热稳定性。氧化镍催化剂因其优异的低温催化活性在丙烷氧化脱氢反应中广泛研究。但是,纯氧化镍在反应过程中容易造成丙烷的深度氧化,尤其在高温高转化率下的丙烯选择性难以调控,对目标产物丙烯的选择性还有待提高。本文将上述合成的表面聚磷酸结构修饰的纳米氧化镍应用于该反应。实验结果及DFT理论计算表明NiO-SPP催化剂能较好的抑制丙烯在表面的吸附及进一步氧化,相比纯NiO,在等转化率下丙烯选择性提升了2～3倍。此外,NiO-SPP催化剂具有良好的催化稳定性。催化剂抗硫性研究是甲烷催化燃烧反应的研究重点及挑战。目前活性较好的Pd基及金属氧化物(NiO、Co3O4等)催化剂均存在易硫中毒的问题。虽然已有的PtPd体系催化剂在一定程度上具有良好的抗硫能力,但仍有待提高,且其成本较大。本文将上述合成的催化剂进一步应用于该反应。催化结果显示NiO-SPP催化剂在具有可观的催化活性的同时,具有杰出的抗硫能力。FT-IR、XPS、ICP、SEM、EDX-mapping及DFT理论计算等表明,表面聚磷酸结构的修饰使NiO-SPP催化剂具有一定的高温抗烧结能力,同时抑制了SOx在NiO表面的吸附及硫酸盐形成,从而具有较好的抗硫能力。