光催化氧化技术越来越受到科研工作者的关注。其中十聚钨酸季铵盐（DTs）因其独特的光物理与光化学性能已成为光催化氧化合成领域的研究热点。但它合成品质较低、不太稳定的结构、特别是低的可见光响应性能限制其在可见光催化合成中的广泛应用。本论文以提高DTs可见光催化氧化性能为目标,开展金属钒取代、底物敏化与阳离子调控DTs可见光催化氧化性能的研究,主要研究结果如下:1.合成了四甲基、四丙基和四丁基十聚钨酸铵盐催化剂（DTs）,考察了这些季铵盐阳离子对DTs合成品质、结构稳定性、氧化还原性、可见光响应和光激发态、以及可见光催化分子氧选择氧化不活泼碳氢化合物的影响规律。结果表明,DTs光催化氧化性能是随着季铵盐阳离子碳链缩短而逐渐提高,经过XPS、FT-IR、UV-vis和PL光谱、以及CVs表征发现,这主要归因于其合成品质、结构稳定性和氧化能力的逐渐改进。此外,添加剂水、盐酸溶液对DTs光催化氧化体系有明显的促进作用,这种促进作用也随阳离子碳链变短而增强,这主要是因为:1)在光照下,水能稳定DTs结构,并改善其氧化还原循环能力;2)盐酸能提高DTs的氧化和氧化还原循环能力,并稳定其光激发态;3)在这两种添加剂共存下,其各自的促进效应可以很好地结合在一起。而且由于DTs亲水性随季铵盐阳离子碳链缩短而逐渐增加,导致上述添加剂效应随之增强,由此高品质的四甲基十聚钨酸铵盐（TMADT）显示最好的可见光催化氧化性能,在优化条件下（光照时间为28 h）,其环己烷转化率达到41%,环己酮选择性达82%。2.生物质衍生的5-羟甲基糠醛（HMF）氧化合成2,5-呋喃二甲醛（DFF）和2,5-呋喃二甲酸（FDCA）是生物质大规模利用的关键转化技术之一。本文以上述四烷基十聚钨酸季铵盐（DTs）为光催化剂、分子氧为氧化剂,研究了在常温、常压下可见光驱动的选择性氧化反应。结果表明,三种DTs盐均能在无碱条件下高效催化这一光氧化反应,得到DFF和FDCA作为主要氧化产物。品质高、结构较稳定的TMADT显示了最好的光催化活性。此外,盐酸水溶液作为添加剂,可以进一步提高TMADT的光催化活性,在优化条件下,获得27.3%DFF和17.4%FDCA收率。值得注意的是底物HMF通过供体-受体（D-A）作用可以加速这一光催化反应,这主要归因于底物自敏化效应能提高DTs的结构稳定性、氧化还原性能,以及其可见光利用率和光生电子空穴对的分离。3.合成了钒金属取代的四甲基十聚钨酸铵盐（V-TMADT）,并主要应用于常温常压下,可见光催化分子氧选择氧化环己烷合成环己醇和环己酮的研究。结果表明:与TMADT相比,V-TMADT在光催化氧化环己烷的体系中显示更优的催化性能（在酸水促进下,12 h的反应时间里,环己烷转化率可以达到33%,环己酮选择性也有80%）。通过FT-IR、UV-vis和PL光谱测试发现:1)少量钒金属的取代能够在不影响TMADT结构带的基础上提高其可见光响应,因而提高了DT对光的利用率;2)另外,与TMADT相比,V-TMADT显示更强的PL光谱信号,这可能是V-TMADT的受激发的效率更高。值得一提的是,这一研究工作为发展DTs杂化工程（HE）策略打开了新的局面。