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苯甲醛和苯甲醇是高附加值的重要有机中间体,广泛应用于医药、食品、香料、染料、化妆品等行业。国内主要采用氯化水解法生产苯甲醛和苯甲醇,该法产品含氯,限制了其在医药食品行业的应用,因而供给缺口很大。甲苯分子氧直接氧化是一种生产苯甲醛和苯甲醇的绿色路线,但工业上甲苯氧化法在高温高压条件下进行,主要生产苯甲酸,仅副产少量苯甲醛和苯甲醇。如何在温和条件下实现甲苯的选择性氧化制备苯甲醛和苯甲醇成为特别值得关注的课题。本论文在前期研究的基础上,分别构建了以SBA-15分子筛负载NDHPI协同Cosalen以及掺钴分子筛Co-SBA-15负载NDHPI复合催化体系,对构建的催化剂进行了多种手段的表征,并进行了甲苯氧化体系的反应评价,特别是对催化剂的重复使用性能和影响稳定性的因素进行了考察,旨在为甲苯催化氧化新体系的开发提供技术积累。首先,利用化学接枝法将活性组分NDHPI负载于载体SBA-15上,制备负载型催化剂,利用FT-IR、N2物理吸附、XRD、SEM、TEM、TG、29Si(CP-MAS)NMR等手段表征催化剂结构,结果表明:负载型催化剂主要是通过一个硅烷试剂分子中三个甲氧基中的两个与分子筛表面的Si-OH键合,载体保持高度有序的二维六方介孔结构,N-OH的含量为1.090mmol/g,固载催化剂协同Cosalen催化甲苯氧化,在90℃反应7h,甲苯转化率达到6.9%,苯甲醛和苯甲醇的总选择性为78%。催化剂经过三次回收使用,活性变化不大,但仍然存在活性组分流失的问题。其次,利用化学接枝法将活性组分NDHPI负载于原位合成的掺钴介孔分子筛CoSBA-15上,利用红外、XRD等手段对制备的复合催化剂进行表征。并探讨此催化剂在甲苯氧化反应中的催化性能以及工艺条件的影响。结果表明:复合催化剂中助催化剂Co的含量为1.53%,N-OH的含量为0.812mmol/g,在优化的反应条件下,催化剂中活性组分NDHPI与底物摩尔质量比为2mol%,温度为90℃、压力为1.60MPa,反应7h,甲苯的转化率可达38.5%,苯甲醛、苯甲醇和苯甲酸的选择性分别为13.3%、3.4%和83.3%。在复合催化剂第二次重复使用过程中活性明显下降,活性组分存在流失。最后,对可能影响催化剂稳定性的因素进行了探讨。催化剂制备过程中,甲苯相对乙醇是比较适宜的固载反应溶剂,改变硅烷化试剂种类以及合成顺序对催化剂稳定性没有影响;单独考察NDHPI与硅烷化试剂缩合成N-O-C键的稳定性以及硅氧烷基与分子筛载体硅羟基缩合成Si-O-Si键的稳定性实验表明:在反应条件下没有出现成键的断裂;反应产物苯甲酸对催化剂具有一定的毒化作用,但在反应体系中影响不大;反应溶剂乙腈并不会加快活性组分的流失,而且相对无溶剂体系,对提高苯甲醛和苯甲醇的总选择性更有利。