该文以气态环己烷选择性催化氧化制取琥珀酸酐为目标反应,采用溶胶—凝胶的方法,在Al<,2>O<,3>和ZRP-5分子筛两种常规载体上负载纳米TiO<,2>,从而制得一系列的复合载体.并以V<,2>O<,5>为主组分,添加不同含量的P、Mo、Sb、K等助剂,制得一系列探索目标反应的催化剂.用正交实验法对催化剂载体、组分以及制备条件等进行优化筛选.催化反应在常压微型固定床反应器中进行.实验结果表明,复合载体、催化剂组成、反应条件均对目标反应产生较大的影响.实验结果表明:纳米复合载体上TiO<,2>的含量对载体性能影响较大,其负载量以10%为宜;活性最好的催化剂组成为:V<,2>O<,5>负载量为载体质量的5.5%、P与V的原子比为1.5、Mo含量为1.15%、Sb含量为0.5%、K含量为3.8%.借助差热—热重分析(DTA-TG)、X-射线衍射(XRD)、傅立叶—红外(FT-IR)和TEM等表征手段,研究了催化剂和载体热处理过程中的物理化学变化、表面结构、晶体结构、表面形貌.结果表明:TiO<,2>在600℃左右就开始晶型转变,最大失重范围与相变温度一致;转变过程中纳米粒子在载体上分散良好,负载的纳米粒子和载体之间存在一定的作用,催化剂对环己烷的主要吸附位为V=O和Mo=O.XRD和TEM测试结果显示,复合载体仍保留着Al<,2>O<,3>和ZRP-5的骨架,负载在Al<,2>O<,3>上的TiO<,2>粒径约为35 nm、而负载在ZRP-5分子筛上的粒径约为26nm,并且两种载体中TiO<,2>都以锐钛矿形式存在.催化剂活性评价结果表明,溶胶—凝胶法比浸渍法和混凝胶法制得的催化剂能显示更好的催化活性.适当的氧含量、环己烷浓度和气相中CO<,2>浓度均能提高催化剂对环己烷的转化率和琥珀酸酐的选择性.实验范围内的最佳反应条件为:反应温度290~310℃,空速1400h<-1>,环己烷浓度2%,氧含量15%~20%.