自从Haruta发现金负载的氧化物催化剂具有优异的低温CO氧化反应活性以来,金催化研究经历了快速的发展。金纳米催化剂在液相醇类氧化反应中具有高效催化活性,但在气相乙醇选择性氧化反应方面的研究较少。乙醛是一种很重要的化工中间产物,气相乙醇选择性氧化反应生产乙醛是一类有工业前景可代替乙烯氧化生产方式的方法。目前乙醇选择性氧化反应的催化剂都存在着低反应活性和低乙醛选择性的缺点,探索高效催化性能的乙醇选择性氧化反应催化剂具有重要的工业应用前景。本论文以金纳米催化剂为研究对象,以明确构效关系和设计高性能催化剂为研究目的,围绕其可控合成和催化性质展开了系统的研究。探索了高效金纳米晶模型催化剂的性能。通过对金基双金属纳米晶在乙醇选择性氧化反应中的研究发现,AuCu纳米晶催化剂具有明显优异的催化性能。通过对催化剂的TEM和XPS表征,发现当金铜纳米晶经过高温空气活化后,形成Au@CuO_x的结构,而乙醇选择性氧化反应在金和氧化铜物种接触的界面上进行。研究了高效金纳米催化剂的构效关系。通过水醇体系中水热的方法合成了硅酸铜纳米管,然后吸附沉积金纳米颗粒。发现金负载的硅酸铜纳米管具有良好的催化活性,研究发现金和铜物种上存在着相互协同催化作用。为了证明两者之间的相互协同催化效应。比较了金负载硅酸铜纳米管和金负载硅酸镁纳米管催化剂两者之间的催化活性,结果发现两者之间活性存在明显的差异,金负载硅酸铜纳米管在250℃时乙醇转化率能达到98%,乙醛的选择性也能维持在93%。而金负载的硅酸镁纳米管的活性相对于金负载二氧化硅催化剂并没有提高。此外向合成的金负载硅酸镁物种中引入铜物种,发现引入铜的金负载硅酸镁纳米管催化剂活性大大提高。这些实验事实表明了金纳米颗粒和氧化铜物种之间的相互协同催化效应。在对模型催化剂和催化剂构效关系研究的基础上,对金纳米催化剂进行整体设计与合成,寻找适合工业应用的催化剂,并验证其催化性能的优越性。选用工业常用的氨蒸发法在二氧化硅基底上制备均匀分散的硅酸铜成分,将其作为催化剂载体负载金纳米颗粒。这种催化剂同时具备了优势组分、优势形貌,因而在高空速下的乙醇选择性氧化反应中表现出优异的催化活性和良好的稳定性。