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氧化反应在有机合成中占据着非常重要的地位,其产物都广泛应用于化学工业的各个方面。随着国家对环保问题的重视,研究和开发环境友好的氧化反应催化剂尤其具有重要的意义。本论文根据目前能源化工领域的需求,选取了异丁烯氧化和甲酸脱氢分别代表有氧氧化和无氧氧化反应,研究了纳米催化剂对氧化反应的催化作用。由于国家推广乙醇汽油的使用,使得甲基叔丁基醚（MTBE）作为汽油添加剂被禁用,导致其原料异丁烯的产能过剩。以异丁烯为起始原料经过选择性催化氧化制备甲基丙烯醛（MAL）,MAL再经过氧化、酯化制备甲基丙烯酸甲酯（MMA）的工艺路线变得更有吸引力。而选择性催化氧化异丁烯制MAL是异丁烯两步法生产MMA的关键一步,对其进行系统研究以提高MMA收率具有重要的现实意义。此外,不可再生能源汽油的大量使用对生态环境造成了严重的破坏,所以寻求清洁可再生能源成为科研工作者面临的一大重要挑战。氢能源具有环保、无污染、燃烧性能好等特点,因此,被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,但是难以储藏和运输的缺点阻碍了氢能源的普及。甲酸具有热力学稳定、常温下为液态、环境友好、储氢密度较高（4.4 wt%）等特点,成为目前液体储氢材料研究的热点。本论文主要对纳米金属材料催化异丁烯氧化和甲酸氧化脱氢进行系统研究。（1）本论文通过加快催化剂制备时的搅拌速度合成了一系列钼基复合金属催化剂,系统考察了不同金属组成及其比例对催化氧化异丁烯制MAL反应性能的影响。通过对催化剂组成的筛选,确定催化剂的最佳组成为Mo12Bi1.2Fe3Co8K0.4。对反应温度、异丁烯与空气的体积比、空速、运行时间等反应条件进行系统的考察,获得了最佳的反应条件。实验结果表明:320°C,异丁烯与空气的体积比为1:10,空速2000 h-1,异丁烯转化率为98.6%,MAL选择性为86.4%,MAL收率为85.2%。（2）本论文使用脱合金法制备了纳米多孔金催化剂对纯甲酸氧化脱氢性能进行了系统研究。通过SEM和TEM表征显示其具有双连续的三维网络结构,平均韧带尺寸约为30 nm。对甲酸与三乙胺的物质的量比、胺的种类、反应温度、催化剂用量、重复性等条件进行了系统的考察。实验结果表明:以四甲基乙二胺作为碱,甲酸与胺的物质的量比为4:1,温度为110°C,催化剂用量为0.08 mmol,甲酸转化率为95%,TOF值为132 h-1,催化剂进行5次循环后未见活性降低。