本文分析了甲烷液相选择性催化氧化制甲醇的国内外研究现状，研究了甲烷在发烟硫酸中选择性催化氧化制甲醇的工艺路线。筛选出了该反应体系的最佳催化剂；考察了V₂O₅和I₂催化下工艺条件对反应过程的影响；结合实验结果和文献导出了在V₂O₅，和I₂催化下的催化机理；确定了在V₂O₅催化下的反应速率方程式；最后，对反应体系进行了热力学计算。 在催化剂的筛选中，考察了过渡金属盐及氧化物催化剂、碘系列催化剂和杂多酸、过渡金属配合物与有机金属化合物催化剂。认为V₂O₅和I₂是最适宜的催化剂。 在工艺条件的选择中，分别研究了在V₂O₅，和I₂催化下，反应温度、催化剂加入量、反应时间和发烟硫酸中SO₃的含量对反应的影响。筛选出的V₂O₅催化下的最优工艺条件是：反应温度180℃，催化剂用量0.25mol／l，反应时间2h,发烟硫酸中SO₃含量50wt％。在最优工艺条件下甲烷转化率为54.5％，甲醇收率为45.5％。I₂催化下的最优工艺条件是：反应温度200℃，催化剂用量0.099 mol／l，反应时间3h，发烟硫酸中SO₃含量50wt％。在最优工艺条件下甲烷转化率为82.7％，甲醇收率为70.5％。 在催化机理的研究中，用实验结果否定了甲烷在发烟硫酸中选择性催化氧化的自由基机理，认为该反应属亲电取代机理。并结合文献推出了在V₂O₅和I₂催化下的催化机理。 在反应速率的研究中，从压力——时间曲线出发，推出了在V₂O_s催化下的反应速率方程式，确认该反应属一级反应。 在热力学计算中，运用Gaussian98软件对整个体系可能发生的反应进行了热力学计算，并得到了若干结论。