在低碳烷烃催化转化的研究领域，丙烷氧化脱氢(ODHP)制丙烯因其经济上和学术上的重要意义，是在探索中的重要方向之一。该反应的生成物丙烯比反应物丙烷活泼，前者容易在反应条件下深度氧化。因而，如何实现丙烷高效高选择性的临氧转化，是催化工作者所面临的一个挑战性课题。钴氧化物是典型的氧化反应催化剂，纳米钴氧化物应用于低温ODHP反应的研究近年已有文献报道，但有关添加助剂调变纳米钴氧化物结构和催化性能的研究还很少见，尤其是阴离子修饰纳米钴氧化物用于ODHP反应的研究尚未见报道。本论文以丙烷氧化脱氢制丙烯为目标反应，以纳米钴氧化物为基础催化剂，研究添加不同助剂对催化剂结构与性能的影响，重点研究了磷酸根修饰纳米钴氧化物催化剂的构效关系。主要研究结果如下:　　(1)添加不同阴离子（Cl-、SO42-和PO43-等）助剂对纳米钴氧化物进行修饰，发现添加PO43-助剂对催化剂ODHP反应性能的改善最为有效。在磷酸根修饰纳米钴氧化物催化剂（P/Co原子比为5％）上，450℃反应时其丙烯收率为12.2％，525℃反应时丙烯收率增至最高为15.7％，远高于纯纳米Co3O4在500℃反应时所获得的最高丙烯收率(6.4％)，这也是目前文献报道的钴基催化剂上所取得的最好结果。　　(2)将磷酸根修饰作用的研究扩展到氧化镍和负载型钴基催化剂上，发现经过磷酸根修饰后，催化剂的ODHP性能均得到明显改善。　　(3)采用XRD、TEM、FT-IR、H2-TPR、Raman和XPS等技术，对磷酸根修饰纳米钴氧化物催化剂的结构和性质进行了详细表征。结果表明，Co3O4在反应气氛中还原生成CoO，后者为催化活性相。磷酸根修饰导致CoO的粒径减小和抗烧结能力显著增强;磷与钴物种之间存在着较强的相互作用，使得催化剂的可还原性能降低。这些可能是该类催化剂催化性能显著提高的重要原因。另一可能的原因是，磷酸根的加入能较好地实现催化活性中心的高度分离，从而在一定程度上抑制了反应物和产物的深度氧化，改善了反应的选择性。　　(4)考察了添加Mo或/和Ce组分对纳米钴氧化物催化剂丙烷氧化脱氢制丙烯反应性能的影响。实验结果表明，Ce或Mo掺杂后的催化剂ODHP性能明显提高，尤其是Ce和Mo共掺杂后的催化剂性能最佳。其中，Mo(0.2)Ce(0.05)CoO催化剂在反应温度为525℃时的丙烯选择性高达52.3％，丙烯收率为14.3％，其丙烯收率远高于没有掺杂或单掺杂的样品。采用XRD和H2-TPR技术对催化剂进行了初步表征。结果表明，经Ce和Mo掺杂后催化剂粒径变小、可还原性能降低，这可能与掺杂后催化剂的ODHP性能提高相关联。