光催化技术是一种高效、低能耗、洁净、无二次污染的技术,在许多领域有广阔的应用前景。近年来,人们已对光催化剂进行了大量的相关研究,例如,TiO2、Fe-卟啉等光催化剂。有机合成是化学工业的重要组成部分。但是,传统的生产工艺通常需要大量的能源和各种对环境不友好的有机溶剂。光催化技术是在常温常压条件下,使有机化合物发生选择性氧化或彻底氧化。因此,无论从环保还是经济的角度,开发对可见光响应的光催化剂,将光催化技术应用到有机合成中,都将具有重要的研究价值。本论文以一系列金属盐及其配合物为光催化剂,开展可见光激发这些催化剂催化分子氧选择氧化研究,其主要研究结果分述如下：(一)合成了一系列金属配合物及负载型氯化铜,在自行设计光源内置式小型光反应器中,以35 W卤素灯作为可见光源,研究了这些催化剂及金属盐在常温、常压光照条件下催化分子氧氧化环己烷和乙苯反应的光催化性能。在检验的金属盐中,只有少数金属氯化物如氯化铜、氯化铁及三氯氧钒具有良好的光催化氧化活性,其中氯化铜在光催化环己烷氧化反应中显示最高的催化活性,而氯化铁则在光催化乙苯氧化中更有效；而其它金属盐和一些金属配合物显示很低的活性。结合紫外-可见光谱表征,提出金属盐是否具有可见光催化活性取决于下列条件,(1)它们在反应介质中能吸收可见光；(2)必须使用易变价的高价金属阳离子,以便实现氧化还原循环；(3)在光照下,阴离子易通过将电子转移到阳离子而自身转变为活泼的自由基。(二)在研究不同铜盐催化环己烷的光氧化反应中,发现氯化铜是最有效的催化剂,溶剂能调控氯化铜的光催化性能,在乙腈、苯腈和丙酮介质中,环己烷能被有效地转化为环己醇、环己酮和氯代环己烷。此外,氯化铜也能有效催化环己烯、甲苯和乙苯的光氧化反应。但在其它溶剂如水、乙酸乙酯介质中,氯化铜几乎没有光催化活性。紫外-可见光谱和循环伏安表征表明,氯化铜在乙腈或丙酮溶剂中对可见光有响应,易实现Cu2+与Cu+之间的氧化还原循环这可能与溶剂分子的弱配位作用有关。此外还发现添加剂CoCl2对环己烷氧化起到了一定的促进作用。基于催化反应和表征结果,合理推测了该光催化氧化机理。(三)在常温、常压条件下,研究了氯化铁光催化分子氧选择氧化乙苯反应,考察了各种反应参数如溶剂、催化剂浓度和添加剂等对光催化性能的影响。在最优反应条件下,该光催化体系能将10%的乙苯氧化生成苯乙烯、苯乙酮、α-苯乙醇和苯甲醛,而且,添加剂对苯二酚对乙苯的光催化氧化起到了一定的促进作用。