随着非均相催化领域的不断发展,构建高效、稳定、环保且成本低廉的新型非均相催化剂已然成为重要的研究方向。传统金属基催化剂因其高催化活性,一直以来在非均相催化剂中占据主导地位。然而其高昂的制备成本、较低的结构稳定性和反应耐受性在一定程度上限制了其进一步发展和大规模工业化应用。因而设计并研发一类催化稳定性好、成本低廉的新型催化剂极为必要。杂原子掺杂碳基无金属催化剂作为最近几年新兴崛起的新型非均相催化剂,具有丰富的杂原子活性位点、较大的比表面积、丰富的孔道、优异的结构稳定性和低廉的制造成本等优点,更重要的是它们可以表现出具有类似金属的催化活性。在各类催化应用中,杂原子掺杂碳基无金属催化剂的使用能够在保证高催化活性的基础上有效降低制备成本,提高催化剂使用寿命,防止催化剂组分流失引发的二次污染,因此是传统金属基非均相催化剂的理想代替品。本论文以各类聚合物作为前驱材料经简易的高温热解过程,制备了一系列杂原子掺杂碳基无金属非均相催化剂,并成功应用于各类重要有机合成反应的催化过程中。本论文主要研究内容如下:（1）设计构建了具有二维结构的三嗪-哌嗪基共价有机框架材料（PC-COF）,并以此材料为自模板热解衍生制备出了具有高含氮量的氮掺杂碳基催化剂（NC-X,X代表热解温度）。NC-X催化剂基本保持了PC-COF模板的形貌和多孔结构,加之大量的氮原子掺杂提供的催化活性位点,使得其在芳香硝基化合物的还原反应和芳香醛及其衍生物的Knoevenagel缩合反应中均显示出了优异的催化活性和反应循环性。此外,根据实验结果和一系列催化剂表征得出:该催化剂中石墨型氮原子为催化活性位点。（2）以生物质可溶性淀粉作为碳源、磷酸作为磷源,经简易的物理混合和高温碳化过程制备出一系列具有高比表面积(>1600 m² g^-1)的磷掺杂微孔碳基催化剂（PC-X,X代表热解温度）。该制备过程在极大程度上降低了催化剂的制备成本,简化了制备步骤。该材料作为高效的碳基催化剂在醇类化合物的需氧选择性氧化反应中显示出优异的催化活性和选择性,其催化活性优于之前报道的其它单杂原子掺杂碳材料,甚至与报道的双杂原子掺杂碳材料相当。（3）设计构建了一种三聚氰胺-乙二醛树脂和三聚硫氰酸复合的聚合物前驱体,其中三聚氰胺-乙二醛树脂提供了碳骨架和氮源,三聚硫氰酸提供了硫源,并促进催化剂的介孔、微孔孔道的形成。经高温热解后由上述前驱体衍生制备出了具有多级孔结构和高比表面积的氮硫共掺杂碳基催化剂（PDNSC-X,X代表热解温度）。得益于上述结构优势和氮、硫原子掺杂的协同效应,该材料在催化芳香硝基化合物的还原反应和乙苯的选择性氧化反应中均表现出优异的催化活性和反应选择性。此外,文中还详细地论述了掺杂的硫原子和吡咯型氮原子分别对于催化活性和反应选择性起到的重要作用。