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在工业生产中,非均相催化剂具有易于分离、能够循环使用的优点,大大克服了均相催化剂的缺陷,然而其催化活性低,给实际应用带来了挑战。为了解决非均相催化剂活性低的问题,本文利用具有优良电学性能、热稳定性和超大比表面积的新型二维碳材料——石墨烯作为载体,设计并合成了两种基于石墨烯的非均相纳米金属催化剂。这两种催化剂分别在苯甲醇和乙苯的催化氧化过程中展现了高效的催化性能和良好的循环能力。主要实验内容及结果如下:1、通过NaBH4一步还原法制得还原氧化石墨烯负载铜纳米粒子（Cu/rGO）催化剂,利用XRD、TEM、SEM及XPS对催化剂的表面形貌及化学组成进行分析。在以常压O2为氧化剂,去离子水为溶剂,TEMPO为助催化剂的条件下,考察了Cu/rGO对苯甲醇选择性氧化的催化性能,发现当反应温度为80℃,反应时间为10 h时,催化剂用量为16 mg时,苯甲醇的转化率达到97%,苯甲醛的选择性为99%。Cu/rGO在优化条件下重复使用五次,苯甲醇的转化率及苯甲醛的选择性并未出现明显降低,说明Cu/rGO具有良好的循环能力。此反应体系适用于多种芳香醇的催化氧化过程。2、通过水热法制得Co3O4纳米粒子和还原氧化石墨烯的复合材料（Co3O4/rGO）,利用XRD、TEM、SEM及XPS对催化剂结构进行表征,并考察了Co3O4/rGO对乙苯选择性氧化的催化性能,通过对反应条件的优化,发现在以0.3 MPa的O2为氧化剂,乙腈为溶剂,NHPI为自由基引发剂,反应温度为120℃,反应时间为2 h的条件下,乙苯的转化率为84%,苯乙酮的选择性为96%。Co3O4/rGO在优化条件下重复使用五次,乙苯的转化率以及苯乙酮的选择性并未出现明显降低,证明Co3O4/rGO具有良好的循环催化能力。由于反应体系有效地缩短了反应时间,从而减少了副产物的量,提高了苯乙酮的选择性。研究发现,石墨烯作为支撑材料有利于提高纳米金属催化剂的活性,本论文为制备其他具有较高的催化活性的金属/石墨烯非均相催化剂提供了思路。