甲苯作为最简单的芳香烷烃,可通过氧化反应生产多种高附加值的化学品。在甲苯的氧化产物中苯甲醛具有广泛的用途,目前主要采用氯代水解法生产,但该方法在生产过程中会造成严重的污染,因此使用绿色氧化剂如氧气、H₂O₂等直接将甲苯氧化至苯甲醛不仅具有理论价值同时还具有实际意义。然而甲苯甲基上的C-H键十分稳定,难以活化,因此就需要找到一种可在相对温和条件下绿色、高效的将甲苯转化为苯甲醛的催化剂。石墨相氮化碳（g-C₃N₄）是一种典型的二维层状纳米材料,因其独特的结构经常被用作催化剂或催化剂载体。近年来一些研究发现,g-C₃N₄对芳香类化合物具备活化能力,对苯羟基化反应、芳香醇的选择性氧化等反应均能起到促进作用。因此,本论文旨在研究其在甲苯液相氧化方面的应用,并通过以下两个方面进行了探索:（1）以分子氧作为氧源,将g-C₃N₄应用于无溶剂体系中甲苯的液相氧化。首先比较了由三聚氰胺、尿素合成的g-C₃N₄催化性能的差异,确定由三聚氰胺焙烧得到的g-C₃N₄活性更高。之后又研究了反应温度、反应时间、催化剂用量、氧气气压等对催化剂性能的影响,并通过掺杂硼元素的方式使催化剂性能进一步提升。以硼掺杂g-C₃N₄得到的BCN₁₀₀作为催化剂,甲苯的转化率为3.0%,苯甲醛的选择性为47.8%。（2）以H₂O₂为氧化剂,将g-C₃N₄作为载体应用于溶剂体系中甲苯液相氧化。研究发现以钒氧化物为活性组分、氮化碳为载体的V/CN催化剂对甲苯具备良好的催化活性。之后又研究了负载量、焙烧温度、溶剂种类、反应条件等因素对催化剂活性的影响。催化剂用量为60 mg时,60°C下反应4 h,甲苯的转化率为30.7%,产物中苯甲醛的选择性为56.4%。循环实验表明,催化剂的稳定性不佳,而将载体替换为具备介孔结构的g-C₃N₄（mpg-C₃N₄）能提升催化剂的稳定性,循环三次后甲苯的转化率为26.1%,苯甲醛的选择性为47.6%。