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将可再生生物质资源转化为增值化学品和燃料,是解决化石能源枯竭和环境恶化的可持续途径之一,也是实现碳达峰碳中和国家战略目标的关键。葡萄糖是自然界最广泛存在的单糖,是一种高度官能化的分子,可转化为多种高附加值化合物。其中,葡萄糖酸作为葡萄糖的氧化产物之一,已广泛用于食品、洗涤剂以及制药行业等。使用异相催化剂,通过热催化和电催化氧化葡萄糖能够在绿色环保的条件下得到葡萄糖酸。但是催化活性低、催化剂易中毒的问题一直未得到有效解决。因此,本论文以设计制备高催化活性、高选择性的葡萄糖氧化催化剂为目标,围绕催化剂载体的调控、催化氧化方式的选择,对载体与金属间的相互作用以及催化剂的构效关系展开研究。主要研究内容和结论如下:（1）以富含氧空位的CeO2负载Pd制备Pd/CeO2催化剂,有效缓解了Pd催化剂的失活,实现了高催化活性和稳定性,在常温常压下对葡萄糖氧化表现出100%的葡萄糖酸选择性,葡萄糖转化率达69.9%。Pd/CeO2催化剂优异的催化性能归因于Pd和CeO2之间的金属-载体强相互作用对Pd纳米粒子电子结构的调控。价带光电子能谱表明Pd的d带中心下移导致葡萄糖酸在Pd/CeO2上的吸附减弱,从而抑制催化剂的失活。动力学同位素效应实验表明,CeO2中的氧空位可以解离水产生活性OH*物种,进而加速葡萄糖的氧化。进一步研究表明,在氢气气氛下对CeO2载体进行热处理会大幅提高CeO2表面氧空位的含量,并通过增强载体与金属的相互作用提高催化剂中Pd~0的含量,使Pd/CeO2催化剂表现出更高的TOF值(186 h-1)。（2）Au基催化剂被认为是无碱葡萄糖催化氧化反应中有前景的催化剂之一。我们利用水热法制备了三种不同形貌（纳米棒、纳米立方体、纳米八面体）的CeO2载体,在无碱葡萄糖选择性氧化反应中,Au/CeO2纳米棒（R-CeO2）催化剂表现出最高的催化活性,葡萄糖转化率为79.6%,葡萄糖酸选择性为100%,这是由于该催化剂具有强的金属与载体相互作用和丰富的氧空位。动力学实验表明,Au/R-CeO2显著降低了葡萄糖氧化的表观活化能。此外,动力学同位素实验表明,R-CeO2加速了水的活化和解离,产生大量的表面活性羟基,即使在Au纳米颗粒被葡萄糖酸毒化的情况下,也能促进葡萄糖氧化反应。（3）葡萄糖衍生碳球的氮掺杂（N-CS）不仅可以实现生物质葡萄糖的增值,而且作为Pd催化剂的载体,可以增强Pd的电子密度,提高其催化氧化葡萄糖的性能。在三聚氰胺用量为葡萄糖碳球（CS）的10倍,碳化温度为900°C时制备的Pd/N-CS催化剂具有最高含量的石墨氮和Pd~0,以及具有小尺寸的Pd颗粒,在葡萄糖的催化氧化中表现出最优的催化性能,常温常压下反应6 h葡萄糖转化率达78.6%,且100%选择葡萄糖酸。且Pd/N-CS催化剂在连续循环实验中表现出高稳定性。结合催化剂的表征结果及其催化性能,我们认为高含量的石墨N掺杂可以减小Pd纳米粒子的尺寸,锚定Pd以防止其团聚和失活,促进石墨N和金属Pd之间的电子转移,从而有效提高Pd/N-CS对葡萄糖氧化的催化活性与稳定性。（4）以Pd/N-CS为电催化剂,在弱碱和无碱的电解质中实现了葡萄糖的电氧化。电化学结果表明N掺杂碳球负载Pd纳米颗粒暴露更多的催化活性位点,表现出更高的电化学活性面积,增强了Pd的电催化氧化葡萄糖性能。弱碱条件下,在反应温度为50°C,外加电压为0.88 V（vs.RHE）,300 mM葡萄糖浓度的条件下,10%Pd/N-CS表现出优异的电氧化葡萄糖性能和循环稳定性,反应6 h后葡萄糖转化率可达85.0%,葡萄糖酸选择性为80.0%。再者,我们首次在无碱条件下实现了Pd/N-CS对葡萄糖的电催化氧化。在外加电位为1.44 V（vs.RHE）,反应温度为60°C,50 mM的葡萄糖浓度下,反应12 h后Pd/N-CS催化剂的葡萄糖转化率为54.2%,葡萄糖酸选择性达到73.9%。此外,电催化氧化的方式可以在实现葡萄糖增值利用的同时在阴极产氢,降低电解外加电压,从而降低电解水产氢工艺的生产成本。