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甲苯氧化反应产物苯甲醛、苯甲醇和苯甲酸被广泛应用于医药、染料、香料、食品、防腐剂和橡胶助剂等领域。其中苯甲醛和苯甲醇国内存在供给缺口且市场需求量不断增加,己内酰胺工业生产工艺中的甲苯氧化反应在严苛的条件下进行,而且产物以苯甲酸为主,因此,开发甲苯液相氧化新催化体系,制备催化新材料,使甲苯在温和的条件下高选择性氧化生成苯甲醛、苯甲醇已成为特别关注的问题。本文选择金属有机骨架材料Cu-BTC作为载体,利用载体含有金属组成,同时具备比表面积高,热稳定性好,骨架结构不易坍塌,存在不饱和配位点等特点,通过一步浸渍法固载N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)及其衍生物,构建NHPI活性组分和助催化金属离子复合的催化剂,旨在无溶剂的条件下,提高甲苯液相氧化转化率和醇醛选择性,同时解决催化剂回收难题。首先,采用溶剂热法分别在140℃和100℃下制备了金属有机骨架材料Cu-BTC-A和Cu-BTC-B,采用XRD、SEM、EA、ICP、TG、FT-IR及N2物理吸附等手段对合成的样品进行了结构表征,结果表明:制备的Cu-BTC-A和B均具有三维孔道结构和较高的热稳定性,Cu-BTC-A的比表面积为766m2g-1,而B的比表面积高达1404 m2g-1,两者在303℃之前结构保持稳定。其次,分别采用二氯甲烷和甲醇混合液及四氢呋喃作为介质将NHPI通过浸渍法固载于已制备的Cu-BTC-A和Cu-BTC-B载体上,获得固载型催化剂NHPI/Cu-BTC,对催化剂进行XRD、SEM、XPS等表征,结果表明:通过浸渍固载NHPI后,催化剂NHPI/Cu-BTC的比表面积相比Cu-BTC显著减小,均不超过35 m2g-1,这表明NHPI已固载于Cu-BTC孔道结构内。同时,考察了制备的催化剂在甲苯液相氧化体系中的催化性能,并对催化剂的回收性能进行探讨。结果表明:在1%mol NHPI/Cu-BTC作用下,无溶剂,无金属盐助催化的条件下,110℃反应2h,甲苯氧化转化率为7.7%,同时苯甲醇和苯甲醛的总选择性超过50%,但催化剂回收后反应活性显著降低。再次,探讨了NHPI/Cu-BTC催化剂体系中,催化剂比表面积与反应活性的相关性,及活性组分与载体的作用方式。结果表明:催化剂比表面积与催化活性没有线性关系,且活性组分与载体主要是通过吸附作用形成配位。最后,将NHPI的衍生物N’N-二羟基邻苯二甲酰亚胺(NDHPI)通过浸渍法固载于Cu-BTC-A上,制备催化剂NDHPI/Cu-BTC-A,对催化剂进行XRD、TG、FT-IR等表征,并考察其在甲苯液相氧化体系的催化性能。结果表明:在固载NDHPI后,Cu-BTC-A的比表面积由776下降至27m2g-1,表明NDHPI已成功固载至Cu-BTC-A上。同时,在无溶剂,无其他助催化剂的条件下,110℃反应5 h,NDHPI/Cu-BTC-A催化甲苯氧化转化率为2.8%,苯甲醇和苯甲醛的选择性超过70%。相同条件下,NDHPI作为活性组分的复合催化剂在甲苯氧化反应中没有表现出比NHPI更好的活性。