1992年以M41S为代表的中孔分子筛的问世，为材料、催化和分离等诸多学科开辟了新的研究领域。近年来，在中孔分子筛的合成、修饰改性及催化应用方面的研究已经取得了较大进展。本论文就金属杂原子修饰中孔分子筛的合成、表征以及催化性能方面进行了研究，主要集中在以下几方面：1．铋原子修饰改性的SBA-15中孔分子筛（Bi-SBA-15）的合成与表征在水热合成条件下，首次成功地合成了一系列铋含量不同的Bi-SBA-15中孔分子筛，并通过多种表征方法对其结构进行了表征。采用ICP方法检测了样品中的铋含量；通过XRD、N₂吸附／脱附和TEM表征，可以看出所合成的样品具有规整的六方孔道结构，具有很高的有序度和较大的比表面积；由SEM谱图可以看出Bi-SBA-15中孔分子筛呈棒状颗粒。漫反射紫外-可见光谱和Raman光谱研究表明，Bi原子以高分散状态进入了SBA-15分子筛骨架中，主要以四配位状态存在；当铋含量较高时，除了四配位状态的铋，可能还有六配位状态的铋存在。通过TG分析，研究了SBA-15和Bi-SBA-15两者在模板剂脱除过程等方面的差异。此外，为了考察进入分子筛中的铋原子的分布，对所合成的样品进行了XPS表征。结果表明，铋原子在SBA-15分子筛中的分布并不是绝对均匀的；分布在分子筛外表面的铋原子的量很少，绝大部分铋原子分布在分子筛骨架中和孔道内表面。2．Bi-SBA-15中孔分子筛在环己烷催化氧化制环己酮和环己醇反应中的应用以氧气为氧化剂，所合成的Bi-SBA-15中孔分子筛可以有效地催化氧化环己烷制环己酮和环己醇。与传统的氧化剂（H₂O₂或TBHP等）相比，氧气是一种清洁而廉价的氧化剂，对环境友好。而且，整个反应体系不加入任何溶剂、共催化剂或引发剂，环己烷既是反应物也是反应溶剂，是一种经济的、对环境友好的催化体系。详细研究了各种因素如反应时间、反应温度、氧气压力和催化剂用量对催化性能的影响，从而确定了适宜的反应条件：413K，1MPa O₂，4h，40mg催化剂。在该反应条件下，环己烷的转化率为16.9％，环己酮和环己醇的总选择性为93％。该催化剂可以重复使用多次，环己烷的转化率和醇酮的总选择性基本不变。此外，在文献的基础上，通过实验初步证实了该反应的机理是自由基反应。3．Bi-SBA-15中孔分子筛在环辛烷催化氧化制醇酮反应中的应用以氧气为氧化剂，所合成的Bi-SBA-15中孔分子筛可以有效地催化氧化环辛烷制醇酮。详细研究了各种因素如反应时间、反应温度、氧气压力和催化剂用量对催化性能的影响，从而确定了适宜的反应条件：403K，1MPa O₂，6h，40mg催化剂。在该反应条件下，环辛烷的转化率为10.3％，酮和醇的总选择性为92％。4．S·SnO₂／HMS-H₂O₂催化醛氧化酯化反应的研究以具有“worm-like”孔道结构的HMS分子筛为载体，在其表面原位反应制备了S·SnO₂／HMS催化剂，采用XRD和N₂吸／脱附对所合成的催化剂进行了初步表征。在以H₂O₂为氧化剂和较温和的反应条件（323K）下，S·SnO₂／HMS-H₂O₂不仅可以有效地催化芳香醛的氧化酯化反应，还可以高效地催化饱和醛的氧化酯化反应。该催化剂适用于醛与多种底物醇的氧化酯化反应，尤其是对于一些长链饱和醇也有很好的催化活性。此外，该催化剂易于从反应体系中分离，可以重复利用。