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近年来,随着人们生活水平的提高,化学制品在人们生活的方方面面被用到,而芳香腈作为一种重要的有机合成中间体,在染料、医药、农药、香料以及材料等行业被广泛应用。氨氧化法是合成芳香腈的首要方法,核心是开发转化率高、选择性好、使用寿命长、合成工艺简单的绿色环保并且能广泛适用于不同底物的催化剂。本文以水热法合成不同钒铬比和不同晶相结构的纳米钒铬复合氧化物,将其用于催化氯代甲苯氨氧化反应,主要工作如下:1.以摩尔比为1:1的V2O5和Cr O3为原料,酒石酸为还原剂,通过简单的水热法合成了钒铬原子比为2:1的金属复合氧化物,利用XRD、XPS、SEM、TEM、TG、BET、FI-IR等表征手段对其结构进行表征。发现水热反应48 h后前驱体形成花球型结构,前驱体于600℃煅烧后形成了单一的Cr2V4O13晶相（Cr V2-H48-600）,是由长度100-500 nm、宽度20-100 nm和厚度10-50 nm的纳米片通过自组装形成空心花球状结构,空心花球平均粒径为559 nm。复合氧化物Cr V2-H48-600中钒为五价、铬为三价且表面钒铬比例与化合物组成吻合,形成复合氧化物后,五价钒的还原温度明显降低。将钒铬复合氧化物Cr V2-H48-600作为催化剂催化邻氯甲苯氨氧化反应制备邻氯苯腈,在反应温度683 K、氨比4、空气比20、空速261 h-1的条件下,邻氯甲苯转化率可达85.4%,邻氯苯甲腈摩尔收率为74.9%,选择性可达87.6%;催化不同氯代甲苯的氨氧化反应时,得到催化活性大小为:对氯甲苯>3,4-二氯甲苯>邻氯甲苯>2,6-二氯甲苯,其中对氯甲苯和3,4-二氯甲苯氨氧化反应产品摩尔收率高于85%,选择性在90%以上,该钒铬复合氧化物显示出良好的催化氯代甲苯氨氧化反应性能;空间位阻和电子效应共同影响氯代甲苯氨氧化反应活性,其中空间位阻效应占主导地位。2.分别以V2O5和Cr O3为原料,乙醇、酒石酸、柠檬酸、草酸为还原剂,通过180℃水热反应合成了钒铬1:1的复合氧化物前驱体,然后在空气气氛中煅烧得到钒铬复合金属氧化物,利用XRD、XPS、SEM、TEM、BET、FI-IR等方法对复合氧化物结构进行表征,发现乙醇为还原剂时复合氧化物为混合晶相并且出峰强度低,酒石酸为还原剂时所得复合氧化物是纯的单斜Cr VO4晶相,而草酸和柠檬酸为还原剂时得到正交Cr VO4晶相的复合氧化物。以酒石酸为还原剂所得复合氧化物的结构和形貌更加规整,粒度大小为300 nm,水热反应时间延长,晶相结构不变,粒度逐渐增大。煅烧温度会影响复合氧化物结晶强度,在700℃可以得到纯的复合氧化物晶相并且出峰强度最高。研究了该复合氧化物作为催化剂催化邻氯甲苯的氨氧化反应性能,发现单斜晶型Cr VO4在反应性能上优于正交晶型Cr VO4,在反应温度410℃、空速261 h-1、邻氯甲苯与氨气及空气摩尔比1:4:20时,邻氯甲苯的转化率为94.1%,邻氯苯腈的摩尔收率为81.7%,选择性为86.8%,该钒铬复合氧化物表现出了二元复合氧化物的较高反应活性。3.以乙醇、酒石酸、柠檬酸、草酸为还原剂通过水热法合成了钒铬1:1的复合氧化物前驱体,然后在氮气气氛下煅烧得到金属复合氧化物,利用XRD、XPS、SEM、BET、FI-IR等对其结构进行表征,发现煅烧时空气和氮气气氛对复合氧化物的晶相结构有较大影响,在氮气气氛下还原剂对复合氧化物晶相类型影响较小,然而会影响晶相强度和纯度,以酒石酸、柠檬酸、草酸为还原剂时,均可得到Cr VO3晶相,但仅以酒石酸为还原剂时得到纯的Cr VO3复合氧化物晶相且强度最高。以酒石酸为还原剂时,煅烧温度和水热反应时间都对复合氧化物的晶相有较大的影响,不同煅烧温度下复合氧化物晶型结构不同,700℃下煅烧可以得到纯的Cr VO3晶相且强度很高;不同水热反应时间也对复合氧化物晶型结构影响很大,通过延长反应时间,复合氧化物晶相由主要含Cr VO3的混合晶相→纯的Cr VO3晶相→主要为正交Cr VO4的混合晶相→正交和单斜均分的Cr VO4混和晶相→纯的单斜Cr VO4晶相。将水热反应时间分别为12、24、36、48和72小时所得的复合氧化物CV-T12-700N、CV-T24-700N、CV-T36-700N、CV-T48-700N和CV-T72-700N作为催化剂用于邻氯甲苯氨氧化反应性能测试,发现催化反应活性随着水热反应时间延长有逐渐增大的趋势,水热反应12到24小时所得复合氧化物催化反应时原料的转化率及产品的收率和选择性较低,而水热反应36到72小时所得复合氧化物的反应活性较高,其中活性最高的CV-T72-700N可使邻氯甲苯转化率达92.2%,邻氯苯腈收率和选择性分别为81.2%和88.1%,说明Cr VO4晶相的活性明显高于Cr VO3晶相,复合氧化物中五价钒比三价钒更有利于催化反应循环;水热反应12小时的复合氧化物催化活性最低,主要是由于除了含有Cr VO3晶相外还有活性更低的VO2相;而水热反应48小时的复合氧化物CV-T48-700N反应活性相对CV-T36-700N和CV-T72-700N较低,是由于复合氧化物CV-T48-700N颗粒熔连在一起形成了类似珊瑚状结构,粒子粒径明显增大,导致比表面积降低,暴露的活性位点数目减少,因而催化活性降低。通过本文的研究,发现水热法合成的钒铬二组分复合氧化物对氯代甲苯的氨氧化反应有较高的反应活性,并且材料合成条件会影响材料的晶相和形貌结构,从而影响反应活性,为氯代甲苯氨氧化催化剂的研究和开发提供了一定的理论基础。