液体石油燃料中含有的硫化合物,燃烧后会生成硫的氧化物,引起酸雨、污染水体、破坏植被、威胁人们的身体健康。为此世界各国制定了相关的法律法规,严格限制液体燃料中硫物质的含量。相比于现在广泛应用于工业生产的加氢脱硫方法,氧化脱硫反应条件温和、安全,以过氧化氢为氧化剂,常压,60-80°C即可反应。分子筛具有大的比表面积和均匀的微孔结构,良好的热/水热稳定性,被广泛应用于各种催化反应中,是化学工业中最为重要的固相催化剂。其中钛硅分子筛TS-1可以高效地催化氧化脱硫反应的进行。但是,受到分子筛狭窄的孔道结构限制,大尺寸分子的扩散速率会明显减慢,催化活性降低,甚至失活。因此,传统微孔TS-1分子筛在实际中的应用遇到了瓶颈。向分子筛中引入介孔或/和大孔,可以提升扩散效率、暴露更多催化活性位点,实现TS-1分子筛催化活性的有效提升。多级孔TS-1分子筛的合成通常需要使用价格昂贵、或者合成过程复杂的介孔模板剂,有时,去除分子筛中的介孔模板剂还会产生有毒有污染的排放物;制备多级孔TS-1分子筛的另一种常用方法是后处理法,将传统的微孔分子筛置于酸或碱条件下,刻蚀去除部分骨架原子从而形成介孔,然而,此方法步骤繁琐,且造成分子筛严重的质量损失。因此,开发成本低、污染小、步骤简洁的合成方法,制备高效的多级孔TS-1分子筛催化剂,对TS-1分子筛在氧化脱硫反应中的催化应用,具有重要意义。氢气作为一种环保无污染的可再生能源,近年来受到了广泛的关注,氢气的安全储藏、运输和释放是限制其发展的关键制约因素。近年来,氨硼烷等化合物参与的化学储氢成为了一种极具前景的储氢方式,因此,开发高效催化剂催化氨硼烷水解释放氢气是能源领域具有重要意义的课题。目前多种催化材料被应用于催化氨硼烷水解,其中以铂（Pt）、铑（Rh）、钌（Ru）为代表的金属纳米催化剂具有优异的催化活性。但是金属纳米催化剂通常稳定性较差,在反应过程中,特别是苛刻条件下,容易发生迁移和烧结,导致失活。考虑到贵金属自身的高成本,改善金属的分散性和稳定性、提升贵金属利用效率和催化性能,是其走向实际大规模工业应用的迫切需要。本论文围绕着多级孔TS-1分子筛及分子筛负载金属纳米催化剂的制备和催化性能展开研究。首先,以基于温度的动力学调控策略,在不使用介孔模板剂的条件下合成了具有多级孔结构的TS-1分子筛,由于其丰富的介孔结构和高活性的骨架Ti物种,得到的样品在二苯并噻吩（DBT）的氧化脱硫反应中具有优异的催化活性。此外,分子筛也可以作为金属或贵金属的理想载体,用于稳定金属或贵金属活性物种,实现重要反应过程的催化转化。以TS-1分子筛为载体,通过浸渍法制备了Pt/TS-1分子筛催化剂,样品中Pt与骨架Ti之间存在电子转移,使Pt被很好地稳定,抑制高温还原及反应过程中Pt纳米粒子的聚集,增强样品的氨硼烷（AB）水解产氢活性。将Hf与Rh共同浸渍于S-1分子筛载体,在金属间形成Rh-[O]x-Hf物种,稳定Rh纳米结构,避免了Rh物种从载体上流失或聚集。制备的Rh Hf/S-1样品具有良好的热/水热稳定性,在AB水解产氢和硝基芳烃的串联加氢反应中展现了良好的催化性能,并有望应用于反应条件苛刻的工业催化反应过程。论文的主要研究结果如下:1.采用动力学调控策略制备了无锐钛矿相的多级孔TS-1分子筛催化剂。以四丁基氢氧化铵（TBAOH）为唯一的有机结构导向剂,在不添加介孔模板剂的条件下,采用先低温后高温的两步水热晶化法,在形成了层状堆积的多级孔形貌的同时,促进更多活性钛物种进入TS-1分子筛骨架。得到的样品具有丰富的介孔,同时Ti物种全部以骨架钛形式存在。所制备的多级孔TS-1-H-80/120分子筛催化剂在大尺寸含硫化合物DBT的氧化脱硫反应中显示出明显优于传统微孔TS-1分子筛的催化活性,转化速率明显提高（10 min转化率100%vs.12.3%）。基于温度的动力学调控策略为构建活性钛原子可控的多级孔钛硅分子筛催化剂提供了有效易行的途径。2.使用TS-1分子筛作为贵金属的载体,通过浸渍法,制备了金属Pt、Ru、Rh负载的分子筛负载金属纳米催化材料。实验发现,TS-1分子筛中的骨架Ti原子能有效调节金属物种在载体上的分散,抑制贵金属纳米粒子烧结,形成均匀分布于分子筛的超小金属纳米团簇。XPS结果表明,Pt/TS-1样品骨架上的Ti原子与负载的Pt之间存在电子转移。与纯硅S-1负载的Pt/S-1催化剂相比,Pt/TS-1中Pt纳米颗粒尺寸更小（Pt:2.2 nm vs.4.7 nm）;25°C条件下,Pt/TS-1催化剂完全催化水解1 mmol氨硼烷的时间为14 min,催化活性远高于Pt/S-1催化剂（47 min）。此外,TS-1骨架Ti原子抑制金属聚集的合成策略也可扩展到负载Rh、Ru这两种金属的分子筛催化剂;而且骨架锆（Zr）、铪（Hf）同晶取代的分子筛载体对于贵金属Pt物种,也具有与TS-1分子筛相似的稳定作用。本工作为金属纳米负载的分子筛材料在实际工业催化过程的应用提供了可能。3.通过Hf-Rh双金属共同浸渍的策略,制备了分子筛负载的抗烧结纳米粒子催化剂。得到的Rh Hf/S-1样品在AB水解生成H2的反应中具有很高的活性,25°C反应条件下该催化剂的转化频率（TOF）值达到363 mol H2 mol Rh-1 min-1,是对比样品(Rh/S-1,119 mol H2 mol Rh-1 min-1)的3倍。该催化剂在AB水解串联硝基苯及其衍生物加氢的反应中也表现出良好的催化活性和选择性。Hf可以与贵金属Rh形成Rh-[O]x-Hf结构,稳定负载于分子筛的贵金属Rh物种,从而可以在高温（600-700°C）氧化还原气氛下或水热条件下阻止金属Rh烧结。使制备的Rh Hf/S-1有望应用于条件苛刻的反应环境,具有较好的工业开发前景。除了Hf元素外,Zr元素也具有抑制贵金属原子烧结的作用。这种抗烧结策略还可以扩展到其他贵金属（如Pt、Ru）以及载体（如Si O2）,为制备稳定的抗烧结贵金属催化剂提供了思路与借鉴。