随着世界经济和工业的不断发展,常规能源的储备已经不能满足经济发展的需要,世界性的能源问题日益严重,因此学术界和工业界越来越重视对稠油的研究。其中关键在于稠油的开采与运输,针对这些问题本文分别设计制备了纳米Fe₃O₄催化剂和Mg₃Y₂Ge₃O₁₂:Bi³⁺/Ti O₂光催化体系应用于稠油催化改质降粘反应中。纳米Fe₃O₄催化剂是一种反式尖晶石结构,同时含有Fe²⁺和Fe³⁺,随着尺寸的减小,从多畴结构变为单畴结构,表面原子数占全部原子数的比例增加,比表面积急剧增大,原子配位不能满足高的表面能,导致其催化活性改变。本文通过高温热解法和低温双相回流法制备了4种不同尺寸的纳米Fe₃O₄催化剂,应用于辽河油田稠油催化改质降粘反应中。分析不同尺寸纳米Fe₃O₄催化剂在稠油催化改质降粘反应中的催化活性,为研发更高效的稠油催化改质降粘催化剂提供了新的研究方向。本文还在光催化领域研究了一种新型发光晶体,它不仅能显示出高效的紫外线（UV）发光性能,还可用于降低稠油粘度。我们通过X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外可见漫反射光谱和光致发光光谱等方法对Mg₃Y₂Ge₃O₁₂:Bi³⁺晶体进行表征。结果表明,Mg₃Y₂Ge₃O₁₂:Bi³⁺晶体的粒经约为30μm,在波长为270 nm的光激发时会出现一个宽的Bi³⁺相关发射带,并且在300 nm处达到峰值。虽然Mg₃Y₂Ge₃O₁₂:Bi³⁺晶体只显示一个发射带,但这个光谱带几乎可以覆盖从290 nm到410 nm的整个紫外光谱区,所以这种晶体能够覆盖吸收波长为387 nm的Ti O₂半导体带隙,从而作为一种有效的紫外辐照源应用于光催化领域。Mg₃Y₂Ge₃O₁₂:Bi³⁺/Ti O₂光催化体系可以先吸收紫外光,再有效地发射出紫外光,紫外光可以被Ti O₂再吸收,再次辐照增强Ti O₂的催化性能,可应用于催化领域。