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多金属氧酸盐是一类基于钨/钼氧簇的确定结构单元组成的多金属氧簇,由于可通过调整其组成元素及抗衡阳离子改变其酸性和氧化还原特性,因此被广泛应用于催化、材料科学、医药等领域。通过引入不同的过渡金属于缺位型的多金属氧酸盐,形成了一系列过渡金属取代的多金属氧酸盐,被称为“无机金属卟啉”。与相应的金属卟啉催化剂相比,过渡金属取代的多金属氧酸盐具有更好的转化率、更高的选择性以及热力学稳定性、催化氧化稳定性。基于上述考虑,本论文的工作主要基于以下几个方面：1.聚合物负载的多金属氧酸盐催化烯烃的环氧化反应：我们将[PW11O39]7-负载到聚(叔丁基苯乙烯)类高分子化合物上,将负载后的催化剂用于烯烃的环氧化反应中,期望形成一种新型的“温度控制”的相转移催化剂。通过实验,我们发现：负载后的催化剂并没有随温度变化而产生“溶解-沉淀”的特性。将其用作多相催化剂时,在环己烯/H2O2摩尔比2：1、溶剂乙酸乙酯、65℃下反应2h,实现了环己烯90%的转化率及1,2-环氧环己烷99%的选择性。2.钒取代的Keggin结构多金属氧酸盐对甲苯的催化氧化：我们合成了三钒取代的多金属氧酸盐[n-Bu4N]3H3[PW9V3O40],在氧化剂叔丁基过氧化氢、70℃反应温度、甲苯/氧化剂摩尔比50：1的条件下反应6h,实现了76%的甲苯转化率、83%的苯甲醛选择性以及5221的催化剂转化数。综合实验及己报道的文献,提出了可能的自由基反应机理；将其多相化,得到了Cs6[PW9V3O40];反应后,通过简单的分离实现了催化剂的回收,且重复使用2次催化剂的活性没有明显的降低。3.锰取代的多金属氧酸盐的合成及其催化醇的选择氧化：采用一种新型的四锰取代的多金属氧酸盐Na3K4[MnⅢ4(O)3(OOCCH3)3(SiW9O34)],催化醇的选择氧化。以叔丁基过氧化氢为氧化剂,90℃下水相中反应7h,实现了环己醇94%的转化率及环己酮99%的选择性。4.三明治型的多金属氧酸盐的合成及其对甲苯的选择性催化氧化：我们合成一系列Co、Mn、Cu、V及Fe等过渡金属取代的“三明治”结构的多金属氧酸盐,将其应用于甲苯液相选择催化氧化。在氧化剂叔丁基过氧化氢、80℃反应温度、甲苯／氧化剂摩尔比5：1的条件下反应,达到了最高90%的苯甲醛选择性及相应的24%的甲苯转化率。