贵金属价格昂贵且存储有限,因此开发非贵金属催化剂及非金属催化剂来替代贵金属催化剂对于现代工业发展具有重要意义。杂原子掺杂的功能化碳材料具有独特的性质,被广泛应用于电化学、光催化领域以及传统催化领域,然而合成及功能化过程往往需要较为繁琐的步骤,基于此,我们开发了较为简单的合成方法制备杂原子掺杂型碳材料催化剂,并对催化活性位点及催化反应机理进行了研究。主要研究结果如下:(1)以甲壳素为前体,合成了具有高表面积(1100-1400 m~2/g)和微、介孔结构的B/N共掺杂碳材料。该碳材料在乙苯的催化氧化反应中表现出优异的催化活性。实验结果和DFT理论计算表明,该催化剂中的氮化硼微区是催化活性中心。(2)以硼酸和氨三乙酸(NTA)为前体合成了B/N共掺杂碳材料(BNC),并将其用作硝基芳烃的催化转移氢化反应的非金属催化剂。在温和的反应条件下表现出优异的催化活性(产率52.1-100%)。结合实验结果、表征分析和DFT理论计算,证明了该碳材料中的B和N杂原子之间的协同效应是其具有较高催化活性的关键因素。(3)以N-乙酰基-D-氨基葡萄糖(NAG)和硝酸铁为原料,利用水热法合成了磁性含氮碳材料,并探索了其在二苯乙烯的环氧化反应中的催化性能。研究表明位于碳骨架中的石墨氮物种是促进催化C-H氧化的关键因素,材料中的铁物种对催化剂的催化性能有必不可少的促进作用。