烃类物质转变为含氧化合物及醇类物质转变为深度氧化物在化学工业中占有极其重要的地位，这些官能团转变过程是精细有机合成的基础。但是传统的氧化过程一般采用化学计量的无机强氧化剂，带来了严重的环境问题。按照绿色和可持续化学的观点，以氧气或空气氧为氧源的催化氧化是一条既清洁又经济的有机合成途径，近年来得到了大力的发展，研究开发出了多种催化剂体系，其中，N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)是一种有机催化剂，以分子氧为氧源，能在温和条件下高效率地催化多种有机化合物的氧化过程，从而获得多种目标产物，因而NHPI催化剂受到很大的关注。但是，目前所使用的NHPI多为均相催化剂，存在若干缺点，NHPI催化剂的非均相化是目前在催化氧化领域的一个重要研究课题。本研究以交联聚苯乙烯(CPS)微球为基质，制备了固载化的NHPI催化剂，首先构想出一条聚合物微球固载NHPI催化剂的新途径。将所制备的固载化催化剂与过渡金属盐组成共催化体系，用于分子氧氧化甲苯及苯甲醇两种不同底物的催化氧化过程，并深入研究催化体系的催化性能与催化机理。本课题的研究结果在绿色化催化氧化工业领域具有重要的科学意义与潜在的应用价值。首先以CPS微球为基质，以1,4-二氯甲氧基丁烷（BCMB）为氯甲基化试剂，制得氯甲基化交联聚苯乙烯微球（CMCPS）；然后以偏苯三酸酐（TMA）为试剂，三乙胺为缚酸剂，使TMA的羧基和CMCPS微球表面的氯甲基发生酯化反应，制得键合有邻苯二甲酸酐（PA）的改性微球CPS-PA；最后使微球CPS-PA表面键合的邻苯二甲酸酐与盐酸羟胺反应，从而实现了NHPI在微球CPS表面的同步合成与固载，得到非均相催化剂CPS-NHPI微球。考察了主要因素对TMA在交联聚苯乙烯微球表面键合的影响，并采用多种方法对CPS-NHPI微球进行充分的表征。研究结果表明，以三乙胺为缚酸剂，采用极性溶剂N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)，在110℃下，CMCPS微球表面的氯甲基与TMA之间的酯化反应可以顺利进行。在适宜条件下，CMCPS微球氯甲基的转化率可达73％。接着，将CPS-NHPI微球与Co(OAc)2组成共催化体系，对甲苯实施催化分子氧氧化，考察了该共催化体系的催化性能与催化氧化机理。研究结果表明，CPS-NHPI微球与Co(OAc)2所构成的共催化体系，在温和的条件下(80℃的温度和常压下的氧气)可有效地将甲苯深度氧化为苯甲酸，显现出高的催化活性(甲苯转化率达到57％)与优良的选择性(苯甲酸的选择性达到84％)。催化氧化反应遵循自由基链式反应的机理。在几种过渡金属盐中， Co(OAc)2的助催化效果最好，它们的助催化活性次序为Co(OAc)2>CoCl2>CuCl2>Mn(OAc)2；主催化剂CPS-NHPI固载的NHPI与助催化剂Co(OAc)2适宜的摩尔比为14:1；主催化剂所含NHPI为底物的12mol％时，催化剂的用量比较合适。固体催化剂CPS-NHPI具有良好的再循环使用性能。最后，将NHPI-CPS/Co(OAc)2共催化体系应用于分子氧氧化苯甲醇的催化反应，并深入考察该共催化体系的催化性能与催化氧化机理。研究结果表明，CPS-NHPI/Co(OAc)2共催化体系在温和的条件下(65℃的温度和常压下的氧气)可有效地催化分子氧氧化苯甲醇为苯甲酸的反应，并显现出高的催化活性(苯甲醇转化率达到15.2％)与优良的选择性(苯甲酸的选择性达到94.8％)。催化氧化反应同样遵循自由基链式反应的机理。几种过渡金属盐中，Co(OAc)2的助催化效果最好助，催化剂活性次序为Co(OAc)2>CoCl2>CuCl>CuCl2>Mn(OAc)2；主催化剂CPS-NHPI固载的NHPI与助催化剂Co(OAc)2适宜的摩尔比为14:1；主催化剂所含NHPI的摩尔量为底物的12mol％时，催化剂的用量比较适宜。固体催化剂CPS-NHPI在催化苯甲醇过程中也具有良好的再循环使用性能。