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异丁烯是重要的化工原料和反应中间体。尽管异丁烷氧化脱氢制取异丁烯之途径有许多优点，但是目标产物得率尚未达到工业化生产的要求。研究表明，负载型过渡金属氧化物(如CrOx、VOx、MoOx等)催化剂对低碳烷烃选择性氧化具有较好的催化活性。介孔材料具有发达的孔道和高的比表面积，有助于高度分散活性组分，从而获得性能优异的催化剂。
本文采用表面活性剂辅助的水热法成功合成出具有介孔结构的meso-MO(M=Ca，Mg)，并以此为载体采用等体积浸渍法制得yCrOx/meso-MO和yCrOx/10VOx/meso-MO(y代表Cr2O3质量百分含量，10VOx/meso-MO表示10wt％V2O5/meso-MO)催化剂。利用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、选区电子衍射、激光拉曼、程序升温还原、程序升湿脱附以及N2吸附-脱附测定等技术表征了这些介孔材料的物化性质，并评价了其对异丁烷氧化脱氢反应的催化性能。结果表明，以无孔氧化钙为原料，以P123、CTAB或PEG为表面活性剂，采用水热法并再经灼烧后，制备了具有较规整蠕虫孔状结构的三角状、长方状和六方状meso-CaO纳微米粒子。以PEG为表面活性剂在240℃水热处理72h并经600℃灼烧3h后所得meso－CaO粒子的比表面积高达257m2/g，平均孔径为3.3nm和孔容为0.25cm3/g。所得meso-CaO具有优异的CO2吸附性能。这些具有蠕虫状介孔结构的超强碱meso－CaO单晶粒子是适于作酸性气体吸附剂、催化剂和载体。
活性评价结果表明，具有良好介孔结构的yCrOx/meso-MO和yCrOx/10VOx/meso-MO催化剂对异丁烷氧化脱氢反应显示出优异的催化性能。在空速为30000mL/(gcath)和i-C4H10/O2摩尔比为1/2条件下，于500℃时10wt％CrOx/meso-Ca上异丁烯选择性为81％，冥丁烯得率为8％；在相同条件下于540℃时，2wt％CrOx/10VOx/meso-CaO上异丁烯选择性为79％，异丁烯得率高达15％。在较低反应温度下，yCrOx/meso-MO和yCrOr/10VOx/meso-MO上异丁烯选择性很高，其中在反应温度低予340℃条件下1～8wt％CrOx/10VOx/meso-CaO和2～10wt％CrOx/10VO/meso-MgO催化剂上的异丁烯选择性分别高于91％和96％。
表征结果表明，yCrOx/meso-Ca和yCrOx/10VOx/meso-MO催化剂表面存在具有良好低温还原性的高分散态多铬酸盐和CrO3活性物种。我们认为，这些介孔材料的优异催化性能与其表面高分数态Cr6+活性物种及其良好低温还原性、较强的碱性、发达的介孔结构以及CrOx与VOx之间可能存在的协同作用紧密相关。