甲苯选择性氧化制备高附加值的化工原料苯甲醛是重要的化学反应。由于活化甲基中C–H键需要克服很高的能垒,目前工业甲苯氧化过程普遍存在反应条件苛刻、产物选择性低的缺点,这使得反应、分离过程能耗较高。光催化技术因其直接利用太阳能、反应条件温和等优势而备受研究者们关注。光催化技术的研究核心是开发高效、稳定的光催化剂。金属硫化物是一类可见光响应强、能带结构可调的半导体,作为光催化剂被广泛应用于光催化水分解、二氧化碳还原、氨合成以及有机合成等反应中。然而,光生载流子分离效率低、迁移速度慢限制了其在光催化领域中的进一步应用。本论文分别通过相转变法和原位生长法制备了立方相-六方相CdS和立方相-六方相ZnIn2S4异相结,并将其用于光催化甲苯选择性氧化制苯甲醛反应;采用多种手段对催化剂组成、结构、形貌、能带结构等进行了表征和分析,并对催化剂的载流子分离效率、氧气活化能力和甲苯选择性氧化活性进行了评价;初步探究了催化剂结构与性能之间的“构效关系”,并提出了可能的反应机理。主要研究内容与创新性结果如下:1)以热诱导相转变为理论依据,通过一步水热法制备了两相相对比例受控于水热温度的立方相-六方相CdS异相结纳米颗粒,其对常温常压下甲苯选择性氧化制备苯甲醛反应表现出优异的光催化活性。反应2 h后,甲苯的转化率为34.4%,苯甲醛的选择性为97.4%。相对于单一晶型CdS,异相结光催化剂突出的光催化性能归因于其高光生载流子的分离效率以及强氧气活化生成活性氧物种的能力。2)通过原位水热生长法制备了比例可控的立方相-六方相ZnIn2S4异相结纳米片,其对常温常压下甲苯选择性氧化制备苯甲醛反应表现出优异的光催化活性。反应1 h后,甲苯的转化率为19.7%,苯甲醛的选择性和生成速率分别为96.8%和3769.1μmol·g-1·h-1。ZnIn2S4异相结优异的光催化性能归因于原位生长的异相结增加了材料的比表面积、构建了载流子高效迁移的路径,进而提高了氧气的吸附、活化及载流子分离效率。3)通过对催化剂能带结构、载流子迁移方向和反应过程的探究,提出了CdS、ZnIn2S4异相结光催化剂催化氧化甲苯生成苯甲醛可能的机理:催化剂被光激发后产生载流子;迁移至表面的载流子将甲苯和氧气活化为苄基自由基和超氧自由基;苄基自由基经超氧自由基、氧气氧化为苯甲醛。