低碳烷烃氧化脱氢制烯烃是天然气利用的重要途径,金属氧化物催化剂在该反应中显示了良好的催化性能,其中钒基催化剂最为重要。担载型氧化钒催化剂表面可以形成不同的表面物种,如独立的,聚合的或晶相的结构,而第二种金属的加入可以形成新的表面物种,从而进一步提高催化剂的活性或选择性。拉曼光谱是表征金属氧化物催化剂结构的重要工具。传统拉曼一般采用可见激光作为激发光源,紫外拉曼是光谱表征的新进展,以前的研究表明,由于避开荧光干扰和共振效应,紫外拉曼可以得到一些新结果。本论文主要采用紫外.可见拉曼光谱,并结合其它表征手段考察了单组元、双组元和三组元钒基催化剂的结构及其在丙烷氧化脱氢反应中的活性位。研究结果表明,V₂O₅/γ-Al₂O₃催化剂在担载量为0.5-15%之间形成了二维的聚合钒物种,担载量20%以上出现了晶相V₂O₅。二维的聚合钒物种对丙烯的生成更加有利。V₂O₅-MoO₃催化剂在单层以下形成了二聚的钼和钒物种,担载量为30%时,随钒钼配比的不同,催化剂表面开始出现晶相Al₂（MoO₄）₃、AlVMoO₇和AlV₃O₉以及晶相的MoO₃和V₂O₅。通过原位拉曼表征和TPR等手段对Mo:V=1的催化剂进行研究,结果表明与二维表面聚和物种相比,晶相结构的丙烷还原速率更慢,对生成丙烯的选择性更好。AlVMoO₇的桥氧键比Al₂（MoO₄）₃的端基氧键更容易被还原,而还原后的端基氧比桥氧更容易被重新氧化。添加了Mg元素,改变了催化剂表面的结构,随着添加Mg元素的量的增多,催化剂表面逐渐形成晶相Mg₂V₂O₇。Mg₂V₂O₇物种的出现改变了催化剂的氧化还原性能,从而改变了ODH反应的催化剂的催化性能。