石脑油催化裂解作为一种极具潜力的蒸汽裂解替代工艺,具有高附加值产物选择性高、操作条件温和、产物分布可调等诸多优势。石脑油的重要组成成分C5～C7等烷烃,在较温和的裂解操作条件下难以达到目标效果,因此成为制约石脑油催化裂解发展的一个棘手难题。本研究主要针对烷烃催化裂解存在的诸多难题,以正庚烷为模型化合物,设计了几种多级孔复合催化剂并将其应用于正庚烷的催化裂解反应。本论文工作从以下几个方面入手:包括载体的制备、Fe、Cr过渡金属活性组分的掺杂改性等来设计和制备新型高效催化剂。使用XRD、BET、UV-Vis DRS、SEM、TEM一系列分析手段对所制备的载体材料和催化剂及其理化性质进行了表征和分析,评价了复合ZK分子筛材料以及掺杂Fe、Cr改性后的催化剂对模型化合物正庚烷催化裂解性能。本论文工作首先制备了新型复合介微孔分子筛材料。在确定ZSM-5分子筛的制备工艺后,以ZSM-5微晶乳液前驱体为原料,P123为模板剂,成功合成了同时具有ZSM-5和KIT-6骨架结构的复合ZK分子筛材料,并确定当ZSM-5微晶乳液的添加量为10%时,得到的复合ZK分子筛载体的催化性能最佳。考察了掺杂Fe、Cr活性组分的ZK分子筛对模型化合物正庚烷催化裂解性能的影响。确定了活性组分Fe、Cr的掺杂比例;活性组分Fe的掺杂质量百分比为0.75%;活性组分Cr的掺杂量为0.4%,此时得到的催化剂的催化裂解反应活性最高,625℃时正庚烷的转化率达到99.9%。