低碳烯烃是重要的化工原料,广泛地用于工业生产的各个领域。将低碳烷烃脱氢转化为同碳数的低碳烯烃是烯烃原料多元化的重要途径。烷烃氧化脱氢不受热力学平衡限制、无积炭、反应速率快,是低碳烷制备低碳烯烃的理想工艺,但过去研究的金属氧化物催化剂上容易发生产物烯烃的深度氧化。最近,六方氮化硼材料在烷烃氧化脱氢制烯烃反应中展现出优异的脱氢活性和烯烃选择性,硼位点被认为与活性密切相关。目前对于其他含硼材料是否具有活性仍需进一步探究,影响反应性能的诸多因素仍需进一步阐明,催化性能仍有进一步优化的空间。本论文开展了硼化硅催化烷烃氧化脱氢性能研究,通过创新材料合成方法制备了负载型硼基催化剂,探讨载体性质对催化性能的影响,探究硼基催化剂在反应过程中结构的变化,深入理解催化活性起源。主要研究内容和结果如下:（1）选取硼化硅材料用于低碳烷烃氧化脱氢反应,发现其具有优异的脱氢性能。当乙烷、丙烷和异丁烷转化率分别为45.9%（585℃）、33.1%（545℃）和15.6%（520℃）时,总烯烃选择性分别高达89.2%、88.7%和90.9%,目标烯烃的时空产率分别为2.5、2.0和1.2 golefin gcat-1 h-1。在反应温度为535℃,丙烷质量空速为9.4 h-1的反应条件下,丙烷转化率和反应产物选择在100 h内保持稳定。表征结果表明催化剂表面逐渐生成的“硼氧（BO）”物种是催化活性起源;结合原位实验和动力学结果推测“BO”物种可与水反应生成B-OH位点,B-OH位点与氧分子作用产生活性氧物种,进一步与烷烃反应,脱除烷烃中的氢原子,引发氧气的解离活化,生成烯烃和水。（2）采用静电纺丝法制备了氧化硅纤维负载氧化硼的催化剂。静电纺丝法可以将“BO”物种均匀分散在一维纤维结构中,并通过B-O-Si键和纤维骨架连接。在催化乙烷和丙烷氧化脱氢反应中,当乙烷和丙烷转化率分别为44.3%和19.2%时,乙烯和丙烯的选择性为83.8%和74.5%,乙烯和丙烯的时空产率高达4.8 gC2H4 goat-1 h-1和12.1 gC3H6 gcat-1 h-1。催化剂在丙烷质量空速为84.6 h-1,反应温度为545℃的条件下保持长时间稳定性。在丙烷氧化脱氢反应中,氧化硅载体表面的Si-OH缺陷会影响丙烯选择性,较高的Si-OH含量会引起丙烯选择性降低。此外,烷烃氧化脱氢反应中,氧气的活化会受到烷烃种类的影响,不同烷烃分子影响能力有差异,相比于乙烷氧化脱氢反应,丙烷氧化脱氢反应中氧气转化的表观活化能显著降低。（3）通过镁热还原方法制备了表面富缺陷的氧化硅载体,并用于合成负载型氧化硼催化剂（B2O3/SiO2）。氧化硅载体表面具有非桥氧中心缺陷结构和E’中心缺陷结构。催化剂在400℃时即可呈现丙烷脱氢活性,转化率为1.8%,在450℃时丙烷转化率达到16.1%。动力学研究结果表明,不同于已经报道的其他含硼催化剂,在富缺陷氧化硅负载的B2O3/SiO2催化剂上,丙烷的反应级数为1级,且表观活化能仅为150-160 kJ mol-1,相关表征结果表明丙烷活化过程的改变可能是“BO”物种和载体缺陷结构协同作用的结果。