本文对ZrO₂基催化剂上一步法合成甲基异丙基酮和二乙基酮进行了系统研究。考察了主催化剂组成、助催化剂含量、焙烧温度、还原温度、原料配比、反应温度、反应压力、原料空速等因素对反应性能的影响,发现共沉淀制备的ZrO₂-MnO_x-ZnO（n（Zr）:n（Mn）:n（Zn）=2.0:0.2:2.0）（x=2-4）催化剂具有较佳的合成甲基异丙基酮和二乙基酮反应性能。加入适量的Pd和Na可显著提高酮收率。通过筛选,组成为0.25%Pd-0.29%Na/ZrO₂-MnO_x-ZnO的催化性能最好。该催化剂在643K、0.1MPa、1.0h^-1条件下,甲基乙基酮的转化率为45.78%,甲基异丙基酮和二乙基酮的选择性分别可达44.71%、33.07%。 通过对催化剂的表征,BET、XRD、CO₂-TPD、NH₃-TPD的实验结果表明,ZrO₂的表面性质,尤其是ZrO₂表面的酸碱性,对合成甲基异丙基酮和二乙基酮有显著影响,只有在适宜的酸、碱位和强度条件下,才有利于甲基异丙基酮和二乙基酮的生成。加入适量的Pd,可使催化剂表面维持较高的H₂吸附量,有利于提高合成甲基异丙基酮和二乙基酮的转化率和选择性。吸附甲醇的程序升温表面反应（TPSR）以及甲基乙基酮和甲醇在Pd-Na/ZrO2-MnO_x-ZnO催化剂上的反应结果表明,该催化剂同时具有脱氢、加氢、酸-碱催化的功能。 本文首次成功实现了甲基乙基酮一步法合成甲基异丙基酮和二乙基酮路线,填补了国内空白。并首次开发了同时具有脱氢、加氢、酸-碱催化功能的Pd-Na/ZrO₂-MnO_x-ZnO新型多功能催化剂。