在有机化学中，羰基化合物是一大类非常重要的有机物。把自然界中廉价易得的醇、苄基烃及二氧化碳选择性催化合成羰基化合物是一类非常重要的有机转化反应之一。如何把反应产物控制在醛或环状碳酸酯阶段，已经成为催化研究领域的热点，受到了化学家们的广泛关注。本论文研究工作紧紧围绕钒氧簇及Zn(Cu)-MOFs (本论文涉及到的钒氧簇为V6On(R-IM)8及Pd-PMoVs、Pd-V-PMo12O40；Zn(Cu)-MOFs为Zn-BTC MOFs，HKUST-1@Fe3O4)选择性催化醇、苄基烃及二氧化碳分子合成醛酮、环状碳酸酯等羰基化合物的反应，开展的工作主要如下：(1)考察了咪唑官能化多钒氧簇：V6O15(mIM)8(1)，V6O14(mIM)8(2)，V6O14(eIM)8(3)(mIM:1-甲基咪唑，eIM:1-乙基咪唑)对醇分子的活化作用。结果发现这些催化剂在分子氧作为氧化剂情况下对于各种醇的氧化具有高效的转化率和选择性，且结构稳定。具体来说，在乙腈中，2atm O2的条件下，化合物3对水杨醇氧化取得了比所有基于钒的催化剂，甚至比贵金属POMs更优异的结果(转化率100%，选择性96.7%)。继而将化合物3应用于其他的1-芳基醇、脂肪醇的氧化反应中等，结果发现化合物3对于1-芳基醇氧化均取得不错的结果(转化率41.3-100%，选择性92.4-96.7%)。此外，化合物3可以容易地回收、循环利用，并且催化活性没有明显损失。最后我们提出一个可能的催化循环。(2)为解决咪唑官能化钒氧簇对醇分子活化反应压力较大，转化率有待提高的问题，我们考察了Pd(dpa)(OAc)2·2H2O (1)， Pd(dpa)2]3[PW12O40]2·12DMSO (2);[Pd(dpa)2]3[PMo12O40]2·12DMSO·2H2O (3);[Pd(dpa)(DMSO)2]2[HPMo10V2O40]·4DMSO(4)对苯甲醇分子的活化。结果发现在4为催化剂，1atmO2条件下，苯甲醇的转化率达到99.8%，选择性达到98.2%。令人惊奇的是，在4的催化循环中，发现第二、三、四轮循环的反应时间均比第一轮要短。经过细致的实验，终于离析出一种真正的催化剂Pd(dpa)2(VO(DMSO)5)2][PMo12O40]2·4DMSO (5)的单晶，并通过SXRD，EI-MS等表征了其结构，发现了真正的催化活性组分，进而考察了对其他1-芳基醇氧化的催化活性，发现对于1-芳基醇均取得不错的结果(转化率98.1-99.8%，选择性91.5-99.5%)。此外，基于控制实验，电子自旋共振光谱和紫外可见光谱，提出了催化剂5催化醇氧化的反应机理。(3)二氧化碳资源的转化与利用是世界各国普遍关注的重要课题之一，其中一条重要途径是由二氧化碳合成用途广泛的环状碳酸酯，因此开发组分简单且活性较高的环境友好型催化剂是目前研究的重点之一。我们将BIT-101，BIT-102和BIT-103应用到此转化反应中。研究表明在不添加卤素、无助催化剂、无溶剂条件下，BIT-103可以将环氧丙烷100%催化转化，选择性达到95.2%，进而考察了此催化剂对其他环氧化合物的催化活性，发现对于各种环氧化合物转化率96.6-100%，选择性90.8-98.6%。此外，这些MOFs可以回收、利用，并且催化活性不变。(4)针对苄基烃C-H键活化生成C=O键的反应，发现在以t-BuOOH为氧化剂的条件下，催化剂HKUST-1@Fe3O4对二苯甲烷、氧杂蒽及芴的转化率达99%以上，选择性高达99%。重要的是，这些纳米MOFs复合材料可以通过简单磁分离容易地回收利用。经过催化循环后，催化活性保持不变。此MOFs催化剂为连续的磁流化床研究奠定了基础。