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本论文主要采用探针固体核磁共振技术，对几个重要的非沸石固体酸催化剂的表面酸性及其反应性能进行了研究，取得了一些有意义的结果。
TiO2多相光催化氧化被认为是一种有广泛应用前景的低浓度有机污染物矿化技术，对TiO2进行硫酸化处理得到的SO42-/TiO2催化剂在很多反应中表现出了优异的催化效果。我们通过固体核磁共振探针分子技术发现，纯的锐钛型TiO2上只存在有Lewis酸位，SO42-基团的引入在催化剂表面形成了三类新的Bronsted酸位，其强度略高于HZSM-5分子筛但未达到100％硫酸的强度。在TiO2催化剂上，异丙醇存在氢键吸附与异丙基烷氧吸附两种形式，且以氢键吸附为主。一方面氢键吸附的异丙醇被氧化为丙酮，之后缓慢矿化；另一方面烷氧被转化氢键吸附形式而非直接氧化为CO2，这导致了异丙醇在TiO2表面光催化活性较低。与此形成对比的是，SO42-/TiO2催化剂上新形成的强酸性Bronsted酸位可有效促进异丙基烷氧的形成，异丙基烷氧可被直接的氧化生成CO2，从而提高了SO42-/TiO2催化剂的催化活性。
12-H3PW12O40是一种典型的、常用的固体杂多酸催化剂，表面有两种Bronsted酸位。我们的13C NMR实验发现，Bronsted酸位催化甲醇脱水，可以形成两种甲基烷氧。通过变温实验、13C{31P}REDOR技术和量子化学计算，我们确认所观测到的两个甲基烷氧信号分别为OcCH3和OdCH3(Oc和Od分别为催化剂Keggin结构中不同位置的氧原子)，这两种甲基烷氧都可以被光催化氧化，但是OdCH3的活性要明显高于OcCH3。此外，通过光催化的NMR实验和在线气相色谱分析可以获知与醇类在TiO2表面光催化反应一致的结论：烷氧物种被直接矿化，而物理吸附物种的矿化要通过中间产物(如甲醛)。
通过12-H3PW12O40与AgNO3反应，可获得12-Ag3PW12O40沉淀。我们的31PNMR实验发现，12-Ag3PW12O40是一种不溶于水的双位Lewis酸催化剂，并且其酸位不被表面吸附水干扰，水与Ag+配合也无法形成Bronsted酸位。13C NMR实验发现，甲醇吸附在12-Ag3PW12O40上可以形成两类Bronsted酸位：第一类与12-H3PW12O40上的酸性位一致，由甲醇羟基质子与Ag+位置交换而来；另一类为甲醇与Ag+配位形成，第一类质子可以认为是由这类质子转移到Keggin单元上形成的。