以丙烷在钒磷混合氧化物(VPO)催化剂上晶格氧选择氧化制丙烯酸和乙酸反应为主要研究对象,用脉冲反应技术,丙烷氧化与催化剂再生交替进行,结合IR、TPD、XPS和XRD等现代表征手段,验证了丙烷在VPO催化剂上的晶格氧氧化机理:研究了该反应的特性和VPO催化剂的Redox性质,探索了开发丙烷晶格氧选择氧化制丙烯酸的循环流化床(CFB)提升管反应新工艺的可行性及有关问题.并根据脉冲实验的结果,设计了用于研究丙烷选择氧化制丙烯酸的CFB提升管反应装置.通过对丙烷在VPO催化剂上晶格氧选择氧化制丙烯酸反应和VPO催化剂Redox性质的系统研究确认:丙烷在VPO催化剂上的选择氧化反应是符合Mars-van Krevelen机理的纯表面过程;丙烷氧化与催化剂再生两个过程不仅可以在同一个反应器中同时进行,也可以分别在反应器和再生器中独立进行;满足CFB提升管反应工艺的基本要求,从而为开发丙烷晶格氧选择氧化制丙烯酸的CFB提升管反应新技术提供了理论和实验基础.丙烷与VPO催化剂的晶格氧反应,宜在常压、390℃左右、有水蒸气存在的条件下进行.丙烷与晶格氧反应的速度很快,接触时间只需1~3s.然而,催化剂再生所需的时间长达十几分钟,远远超过了丙烷与催化剂的接触时间.表明VPO催化剂用于丙烷选择氧化反应,其晶格氧的生成是速率控制步骤.该结果揭示了固定床烃-氧共进料连续流动稳态反应时必须采用高氧/烷比的原因和丙烷选择氧化反应的动力学特性,特别是烃活化与氧活化之间存在着相互联系、相互制约的关系.生成目的产物的选择性总是随着丙烷转化率的增加而降低;而收率则出现极大值,相应的转化率在30~40﹪之间.以丙烯为原料时生成目的产物的选择性并不高,证明选择性由控制步骤以后的反应历程决定,即破坏性氧化和选择性氧化都经历相同的控制步骤,目的产物再氧化是导致选择性不高的主要因素.使用提升管反应器能有效地关闭深度氧化反应,大幅度提高选择性.