本文采用柠檬酸络合法制备了LaMO₃（M=Cr,Mn,Fe,Co）及其碱金属A位和过渡金属B位掺杂改性的钙钛矿，用XRD、IR、SEM、TPR等实验对钙钛矿的结构与组成，微观形貌，晶格氧活性进行了研究，并将所制备的钙钛矿用于异丁烷选择氧化脱氢制异丁烯反应中，系统地考察了制备条件、A位掺杂和B位掺杂对钙钛矿异丁烷选择氧化脱氢反应性能的影响。考察了B位离子对钙钛矿结构和性能的影响，研究表明：LaMO₃（M=Cr,Mn,Fe,Co）系列催化剂主要形成ABO₃型钙钛矿结构，其中LaCrO₃和LaMnO₃钙钛矿具有较好的异丁烷选择氧化脱氢反应性能，在反应温度为660℃、空速为1500h-1、原料气配比为i-C₄H₁₀:O₂:N₂=20:3:12时，LaCrO₃的异丁烷转化率可达8.6%，其异丁烯选择性可达79.6%；LaMnO₃的转化率可达8.2%，其异丁烯选择性可达76.9%。考察了A位碱土金属掺杂对LaCrO₃和LaMnO₃钙钛矿结构和性能的影响，研究表明：对于LaCrO₃钙钛矿，碱土金属主要影响钙钛矿中物相组成、高价铬离子与低价铬离子的比例、钙钛矿缺陷位含量、表面酸性以及晶格氧活性；对于LaMnO₃钙钛矿，Sr和Mg掺杂造成了部分B位离子Mn³⁺价态升高变为Mn⁴⁺，晶格氧活性明显增加。Mg掺杂的钙钛矿具有较好的异丁烷选择氧化脱氢性能：在660℃条件下，对于Mg掺杂的LaCrO₃，其异丁烷转化率可达10.0%，异丁烯的选择性可达81.9%，分别提高了16.3%和3.0%；Mg掺杂的LaMnO₃，其异丁烷转化率可达11.6%，异丁烯的选择性可达81.5%，与未掺杂的LaMnO₃相比，分别提高了41.5%和5.7%。考察了B位过渡金属以及A，B位共掺杂对LaCrO₃和LaMnO₃钙钛矿结构和性能的影响，研究表明：B位过渡金属掺杂后，各催化剂样品均形成了较完好的复合钙钛矿结构，BO6晶胞的大小和B-O键的键长的变化引起了催化剂氧化性能的变化，明显地增加了晶格氧的活性和活性晶格氧数量。LaCr_0.5Mn_0.5O₃钙钛矿具有最佳的异丁烷氧化脱氢反应性能，在660℃下其异丁烷转化率可达9.6%，其异丁烯选择性可达81.8%；A位碱金属掺杂对钙钛矿的物相组成、表面酸性以及晶格氧活性有影响。其中Mg掺杂的LaCr_0.5Mn_0.5O₃钙钛矿在670℃条件下，异丁烷转化率可达13.4%，异丁烯的选择性可达85.3%。