光催化作为一种绿色、温和、有效的转化技术,在有机污染物降解和有机合成中显示出良好的应用前景。十聚钨酸季铵盐（TBADT）具有优越的光催化活性,在光催化分子氧选择氧化有机碳氢化合物中具有广泛的应用。硝酸和己二酸工业生产中排放的大量一氧化二氮（N2O）是一种具有强温室效应的有害气体,同时也是一种潜在绿色氧化剂。由于N2O在热力学上的稳定性和动力学上的惰性,因此,基于温和条件下活化N2O参与有机化合物选择氧化合成含氧化合物是一项具有重要意义和非常有挑战性的研究课题。为了完成这一挑战性的任务,本文致力于发展钌化/配合物掺杂TBADT有效构建新型杂化催化剂的杂化分子工程（HME）策略,以及利用可见光激发杂化催化剂产生高活性的还原性物种,以此实现在常温常压下其还原活化N2O参与碳氢化合物的选择氧化反应。本论文的主要研究内容如下:1、以钌化合物或配合物为掺杂剂,开展了钌掺杂非缺位TBADT杂化分子工程（HME）研究,用UV-Vis、XPS、FT-IR、PL、CVs等表征着重考察了三氯化钌(RuⅡICl3)、氯化三（2,2’-联吡啶）钌（Ⅱ）六水合物(RuⅡ（bpy）3Cl2·6H2O)掺杂对TBADT的合成品质和光物理化学性质的影响。结果表明,在TBADT合成中直接掺杂钌化合物或配合物可以成功制备钌杂化催化剂,钌掺杂不仅能改善TBADT的合成品质,而且可以降低带隙能和微调前线轨道能级,由此提高它的可见光吸收效率和光生电荷分离效率。钌化合物或配合物的掺杂量能调控上述杂化效应,最佳的掺杂量为0.1 mol%。2、用自制的光反应器和35 W卤钨灯为内置光源,开展了上述钌掺杂TBADT光催化N2O选择氧化有机化合物的研究,考察了两类杂化催化剂(RuⅡICl3-TBADT和RuⅡ（bpy）3-TBADT)在N2O选择氧化环己烷中的光催化作用,研究了水和酸性添加剂对其光催化性能的影响,优化了反应条件。结果表明,在乙腈中,TBADT显示较低的光催化活性（3.3%转化率）,催化剂易发生光降解生成白色沉淀;而各种钌杂化TBADT催化剂均能催化这一光氧化反应,而且不易发生光降解反应,能够获得10-11%环己烷转化率。反应体系中微量水对光催化氧化发挥了关键作用,更重要的是,强酸性添加剂能显著提高TBADT及其钌杂化催化剂的光催化性能,在优化条件下,0.1%RuⅡ（bpy）3-TBADT催化剂能获得22.6%环己烷转化率和90.2%环己酮选择性,而且钌杂化催化剂对N2O选择氧化甲苯、乙苯和苯甲醇也显示出良好的光催化活性。基于上述光催化反应结果和相关文献报道,结合催化剂在光反应过程产生强还原性物种的UV-Vis光谱表征结果,我们推测杂化催化剂的光生强还原性物种在还原活化N2O完成其氧转移（OAT）到碳氢化合物的过程中发挥关键的协同催化作用。3、基于上面TBADT能有效光催化N2O氧化苯甲醇的事实,这里进一步开展了它在乙腈中光催化N2O氧化各类醇生成相应醛或酮的研究,着重考察了过渡金属Ni2+、Co2+、Fe2+、Fe3+掺杂、水、酸性添加剂以及反应条件对正丁醇光催化反应的影响。结果表明,TBADT在乙腈中能直接光催化活化N2O选择氧化正丁醇,获得了26%正丁醇转化率和67.8%正丁醛的选择性,Fe3+、Fe2+、Co2+特别是Ni2+掺杂能提高TBADT的光催化活性,醋酸、磷酸、特别是苯磺酸和硫酸作为酸性添加剂能进一步提高TBADT的光催化效率,这一光催化反应体系也适应其它醇包括环己醇和芳香醇的选择氧化。苯甲醇衍生物的光氧化活性是受其苯环上取代基影响,给电子取代基苯甲醇明显有利于增强其光氧化活性。基于当前的光催化反应结果,醇分子（RCH2OH）光氧化产生的RCHOH自由基很有可能在上述N2O的OAT过程发挥协同作用。