近年来,由于N掺杂能够改变应用广泛的多孔碳材料的表面性质,新兴的N掺杂碳负载型催化剂的设计引起了科研工作者的关注,并且已经取得了很大的进步。与未修饰的碳材料负载型催化剂相比,由于氮的引入能够改变金属-载体之间的相互作用,N掺杂碳负载型催化剂通常在许多非均相催化反应中显示出优异的催化性能。从已有的研究报告中可以发现,针对这类催化材料而言,氮物种的可控制备,活性位点的确定以及催化剂结构与活性之间规律性的建立一直是研究的难点,尚需要进一步探索研究。为了解决这些问题,本论文选择醇类选择性转化反应体系为研究目标,包括（1）醇选择性氧化制备相应醛;（2）甲醇氧化羰基化制备碳酸二甲酯（DMC）,详细探索N掺杂碳材料催化剂结构调控,活性中心以及与催化活性之间的关系。对于醇选择性氧化反应体系而言,我们选择N掺杂碳材料负载型金属氮化物为催化剂,过渡金属氮化物可表现出与贵金属催化剂相当的催化性能。但是,对催化剂结构,性能和稳定性之间的相关性的研究仍然非常需要。在此,制备了一系列金属氮化物,并通过分子氧对醇的选择性氧化进行了评估。其中,FeNx/C-T（T代表热解温度）催化剂对不饱和醇的选择性氧化制备相应的醛具有95%以上的选择性。经过优化的FeNx/C-900催化剂可将5-羟甲基糠醛（HMF）转化为2,5-二甲酰呋喃（DFF）,其TOF为7.0 h-1。表征和实验的组合研究表明,Fe-N4物种是主要的活性位点。此外,我们调查了催化剂失活的原因,并提供了再生催化剂的有效方法。结果表明,失活后的催化剂可以通过NH3/N2气氛热处理的方法实现催化剂再生。基于这些研究,提出了 FeNx/C-900催化剂在醇选择性氧化制备醛反应中合理的反应机理。对于甲醇氧化羰基化制备DMC的反应,我们选择N掺杂的碳材料负载Cu基催化剂,一方面,本论文报道了从ZIFs（ZIF-7和ZIF-8）和聚间苯二胺覆盖的炭黑（PmPDA-C）直接热解制备出的多级孔N掺杂碳材料,以稳定铜纳米颗粒。通过改变ZIFs的配体和热解气氛,可以有效地调节N物种的构型。在用分子氧条件下将甲醇氧化羰基化制备DMC反应中,观察到N物种对Cu纳米颗粒和催化活性的影响。结果表明,纯碳上的铜纳米颗粒的TOF为4.4 h-1,而来自ZIF-8和ZIF-7的N掺杂碳载体负载的Cu纳米颗粒的TOF值分别高达17.9 h-1和28.5 h-1。一系列表征和实验结果表明,当催化剂中氮含量在2-5 wt.%且吡咯-N/吡啶-N摩尔比在2-3时,催化剂表现出较好的催化性能。这项工作表明,通过合理设计前驱体可以有效调控催化剂中N物种构型,实现N掺杂碳载体上活性Cu物种的稳定并能有效地提高催化性能。在讨论了 N物种对甲醇氧化羰基化影响的实验基础上,选择以ZIF-8为模板在Ar气氛下1000℃煅烧4 h制备的NCs-1000为载体,通过浸渍法制备一系列Cu/NCs-1000催化剂,探讨不同处理气氛,处理温度,负载量,价态和粒径对催化活性的影响,实验表明,当Cu负载量低于4 wt.%时,在Ar处理气氛下,随着煅烧温度的提高,Cu物种平均粒径小于3 nm,催化活性呈火山型变化;在H2/Ar气氛下,随着煅烧温度的提高,Cu物种很容易团聚长大,催化活性随之降低。当Cu负载量高于4 wt.%时,在Ar处理气氛下,催化剂中Cu物种的平均粒径随着负载量的增大而逐渐增大,结合XPS分析,我们推测相对于Cu物种尺寸对活性的影响,Cu物种与N和O物种之间的摩尔比（Cu/（N+O））对催化剂的活性影响更大,相对低配位数的Cu/（N+O）x（x≤5-6）物种为活性中心。同时,推测在同样都是含有低配位数Cu/（N+O）x结构的情况下,Cu物种价态分布对活性也有影响。