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煤、石油、天然气是世界上能源的三大主要来源，随着石化资源的逐渐枯竭和环境问题的日益恶化，如何合理利用石化资源中相对丰富的低碳烷烃转化为更有价值的化工原料是催化领域的一项重大挑战。丙烷作为储量丰富的天然气中大量存在的组分，其本身廉价易得，而丙烯作为重要的化工原料之一，主要依赖储量日益减少的石油通过流化床催化裂化获得。因此丙烷氧化脱氢制丙烯反应值得深入研究。 氧化物催化剂在催化丙烷氧化脱氢制丙烯反应表现出较好的催化性能。近期氧化物纳米晶形貌调控成为在不改变催化剂组成来优化催化性能的有效方法，同时由于其相对均匀的表面结构，也有利于催化反应机理和结构-性能关系的理解。CeO2负载氧化物催化剂属于典型的丙烷氧化脱氢制丙烯反应催化剂，不同形貌CeO2纳米晶的制备也非常成熟。本硕士论文中选择CeO2纳米晶（CeO2纳米立方体c-CeO2，500℃煅烧的CeO2纳米棒r-CeO2-500，以及700℃煅烧的CeO2纳米棒r-CeO2-700)负载NbOx催化剂体系(NbOx/CeO2)，研究了NbOx/CeO2催化剂的结构、活性物种以及NbOx与CeO2的相互作用，探讨其在丙烷氧化脱氢反应中的结构-性能关系，观察到CeO2纳米晶载体上NbOx-CeO2的相互作用以及NbOx/CeO2催化剂在反应中的催化性能密切依赖于CeO2纳米晶形貌。随Nb负载量的提高，NbOx物种会由NbOx单体转变为NbOx多聚体以及表面CeNbO4。Nb5+单体能够被表面Ce3+还原Nb4+单体，该表面反应的难易程度遵循NbOx/r-CeO2-500＞ NbOx/c-CeO2＞ NbOx/r-CeO2-700。负载NbOx会抑制 c-CeO2和r-CeO2-500的表面还原性能而促进r-CeO2-700的表面还原性能。r-CeO2-500和r-CeO2-700在丙烷氧化脱氢反应中表现出比c-CeO2更好的催化性能。高度分散的Nb4+单体能够促进CeO2的催化性能，特别是负载量为0.6Nb/nm2的NbOx/r-CeO2-500催化剂表现出较好的低温催化活性，而其它NbOx物种会降低CeO2的催化性能。