低碳烯烃（C₂～C₄烯烃）是一种重要的化工原料,主要来自于石油裂解工艺路线。考虑到我国富煤贫油少气的国情,大力开发通过费托合成来制取低碳烯烃烯烃（FTO）的非石油路线具有重要战略的意义。通过构建模型催化剂研究助剂对Fe基催化剂碳化过程的影响,解析载体与活性相性质的关系及对反应性能的影响,有利于深入认识Fe基催化剂构效关系本质,为FTO催化剂开发提供指导。采用高温热裂解法制备了粒径均匀且Mn含量可控的Mn_xFe_3-xO₄（x=0,0.27和1）模型催化剂,以研究Mn晶格取代对Fe₃O₄催化剂碳化过程的影响。结果表明随着Mn含量增加,Fe₃O₄碳化过程受到一定程度的阻碍。通过XRD和XPS等表征证明了Mn掺杂增强了Fe₃O₄中Fe?O键,影响了氧移除这一碳化速控步骤。过高含量的Mn助剂使亚稳态碳化中间产物Fe O得以稳定存在,导致Fe O较难转化为碳化铁。进一步借助密度泛函理论（DFT）计算,在原水平上分析了Mn助剂对Fe₃O₄碳化过程的影响。基于实验,构建了不同Mn含量的Fe₃O₄（311）表面模型,计算了不同模型生成Fe–C键的碳化过程反应能、差分反应能和碳化过程中分步骤的能量,即H₂吸附能、氧空位形成能和碳源吸附能。结果发现Fe₃O₄中形成Fe–C键的碳化过程受到Mn助剂的阻碍。Mn原子的存在不仅使氧移除的过程需要更多额外的能量,而且使CO等碳源在Fe₃O₄氧空位上的吸附不稳定,从而阻碍了碳源中的C原子和Fe原子形成Fe?C键。研究了空心碳球（HCS）的环境对Fe/HCS催化剂物化性质和催化性能的影响。延长碳源（酚醛树脂）的晶化时间,能够通过提高酚醛树脂的聚合度有效改变HCS的壳层厚度和孔结构。适宜的碳层厚度在提高载体机械强度的同时也促进了Fe物种的高度分散。不仅避免了Fe物种在反应中严重烧结,也通过供电作用使Fe物种局部电子密度增加,导致其更易于还原形成低价Fe物种。高温费托反应（340℃、2 MPa、H₂/CO=1和25 h）下,生成热力学不稳定Fe₂C活性相且能够稳定存在。穆斯堡尔谱（MES）结果表明,催化剂中Fe₂C活性相的含量与FTO的催化活性成正比,但对低碳烯烃选择性的影响不明显。