在可见光下选择性氧化廉价的芳烃类化合物制备应用价值更高的醛、酮化合物在工业生产中具有十分重要的意义。目前,该研究领域存在的主要不足有:催化剂种类有限、需要利用紫外光或有毒溶剂、催化效率低等。Bi₂MoO₆凭借其优越的光学性能及价带位置适合、无毒等特性已成为目前最具潜力的光催化材料之一,在光催化污染物降解、水分解制氢以及选择性氧化醇类的反应中均表现出较高的活性。但单一的Bi₂MoO₆存在比表面积小、电子空穴对复合率高等缺点,这些都是限制其广泛应用的主要原因。因此,本论文主要通过简单的水热法对Bi₂MoO₆进行异质结界面修饰、掺杂等改性来提高其光催化活性,并在可见光的条件下将其应用于选择性催化氧化甲苯类化合物反应中,同时采用SEM、TEM、XRD、XPS和UV-vis等表征手段对其形貌、组成、结构进行分析,将其与催化剂效果进行关联。并通过自由基捕获控制实验探究了该反应可能的机理。本论文得到的结论及创新点如下:（1）通过简单水热法成功制备了TiO₂/Bi₂MoO₆复合物。将颗粒状TiO₂负载在片状Bi₂MoO₆上形成的特殊形貌有利于增大Bi₂MoO₆表面粗糙程度,从而增大催化材料的比表面积。同时TiO₂作为电子储存器能够及时转移Bi₂MoO₆导带上的电子,从而达到降低电子空穴复合率的目的。该复合物光催化活性与TiO₂在复合物中的含量有关,当利用TiO₂质量分数为10%的复合物作为催化剂时,在无溶剂的环境下利用可见光作为光源,氧气为氧化剂,获得了最高的苯甲醛生成速率(1066μmol g^-11 h^-1)。（2）首次通过富Bi³⁺水热处理控制Bi_3.64Mo_0.36O_6.55的相转化,从而利用简单的方法形成了Bi₂MoO₆-Bi₂Mo₃O₁₂异质结。过量的Bi³⁺能引入一定量的缺陷能级,在不引入其他杂元素的条件下调整复合物的能带结构、提高载流子的分离效率。合成的Bi_2.1MoO_6.15-Bi_2.1Mo₃O_12.15复合物可以在可见光和通入氧气的条件下选择性氧化稳定的sp³ C–H键,并且呈现出较好的光催化活性、选择性和稳定性。这种优越的性能可以归因于自掺杂过程中形成的钼空位和异质结构。（3）针对甲苯的氧化反应开展年产50吨苯甲醛工艺设计项目。利用Aspen Plus软件对该工艺的系统物料与系统能量进行模拟计算,验证该工艺的可行性。结果表明,该工艺符合物料衡算、能量衡算。此工艺流程反应过程清洁、产品分离方案设计合理、减少了三废的排放,同时本生产工艺在生产苯甲醛的过程中,注重工艺的清洁和环保。因此符合绿色环保高效的生产理念,是经济、可行的。