环保要求日益严格和汽油产品升级限制了汽油中烯烃和芳烃的含量,导致成品汽油的辛烷值降低,而烷基化油是汽油池中理想的高辛烷值调和组分。传统工业化装置普遍采用氢氟酸和硫酸作为催化剂,具有毒性大、腐蚀性强、分离困难等缺点。相比之下,固体酸工艺更加安全环保。但固体酸催化剂稳定性较差,导致其无法大规模工业应用。孔道内烷烯比（I/O）是制约催化剂稳定性的重要因素。围绕该问题,本研究首先通过理论计算,对Beta分子筛催化剂上异丁烷/丁烯的竞争吸附机理进行研究,然后结合计算所得结论对Beta分子筛进行改性来提高催化剂的催化稳定性,为高效烷基化催化剂的研发提供理论指导。主要研究成果如下:（1）首先,本文采用构型偏移巨正则蒙特卡罗（CB-GCMC）方法考察了异丁烷和1-丁烯在不同Si/Al比酸性Beta分子筛上的吸附性能,结果发现,在单组分吸附中,1-丁烯的吸附位点有两种类型,而异丁烷只有一种,吸附量主要受吸附质分子尺寸影响。在双组分竞争吸附中,酸性分子筛中丁烯的含量要远高于异丁烷,并且随Si/Al比的降低,分子筛孔道内I/O比逐渐降低。从孔道内I/O比角度看,Si/Al比的降低不利于催化剂的催化稳定性。因此,在硅铝比较低的条件下,通过表面改性提高孔道内I/O比是提高催化剂稳定性的重要手段。（2）基于I/O比对C4烷基化反应的影响,本文通过十八烷基三氯硅烷（OTS）对Beta分子筛外表面进行硅烷化,考察了负载量和反应温度对催化剂性能的影响。结果表明,随着负载量的增大,催化性能呈现先增强后减弱的趋势。适度硅烷化可以降低催化剂外表面极性,提高异丁烷在催化剂表面的吸附选择性,进而增大孔道内I/O比,减少烯烃在活性中心的聚合,而过度硅烷化会导致堵孔。当OTS-Beta催化剂在硅烷化负载量为5%、反应温度为80°C时,C8选择性达到76.5%,TMP选择性达到58.6%,催化剂稳定性相对于未改性催化剂提高27%。（3）进一步通过硼酸对分子筛进行改性,考察硼酸改性对分子筛结构以及催化活性的影响。结果发现,硼酸改性后催化剂酸性减弱,从而使催化剂表面的极性减小,活性中心烯烃的吸附选择性降低,这样有利于减少烯烃的聚合,延长催化剂的寿命;此外,硼酸改性可以增大催化剂比表面积、孔体积和孔径,有利于产物的扩散。BBeta催化剂在硼酸浓度为0.2 mol/L,反应温度为85°C时表现出更好的催化活性和稳定性,C8选择性达到62.1%,TMP选择性达到56.2%,催化剂稳定性相对于未改性催化剂提高27%。