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本学位论文针对催化选择氧化中的两大高难度反应，甲烷选择氧化制含氧化合物和丙烯环氧化，分别创新研制了介孔分子筛限域FePO4催化剂和碱金属离子修饰的FeOx/SBA-15催化剂，同时对催化剂结构进行了详细的表征，对各催化反应中的构效关系进行了深入研究。 与结晶相FePO4催化剂相比，介孔分子筛MCM-41、SBA-15限域FePO4催化剂表现出了更为优异的甲烷选择氧化反应性能，其甲烷转化率、含氧化合物选择性及催化剂稳定性等均有较大提高。XRD、N2物理吸附、TEM、XPS、Raman、H2-TPR等表征结果表明，限域的FePO4物种位于介孔分子筛的孔道内，拥有比结晶相FePO4更为优异的可还原性能，因而具有更高的甲烷转化率和更好的含氧化合物选择性。表征结果还表明，限域的FePO4物种中铁的局部配位结构与结晶相FePO4相似:铁以铁氧四面体形式存在，并为四个磷氧四面体所分隔，故两者的反应机理相同。 论文深入研究了以铁为催化活性中心，以N2O为氧化剂的新型丙烯环氧化反应催化体系。研究发现，在FeOx/SBA-15催化剂上添加碱金属盐，可以实现丙烯氧化由烯丙基氧化向环氧化的转变。研究表明，碱金属离子的加入消除了催化剂表面的酸性，使铁物种得到了进一步的分散，并引起了铁物种由六配位的扭曲八面体结构向为碱金属离子所稳定的正四面体结构的转变，该正四面体结构的铁物种是丙烯环氧化的活性位。同时铁的可还原性能也显著降低，晶格氧活性受到抑制，进而抑制了烯丙基氧化。对不同阳离子和阴离子盐类的考察发现，KCl-1wt％FeOx/SBA-15(K/Fe=5)具有最佳的催化性能，375℃时能在10％丙烯转化率下得到约50％的环氧丙烷选择性。初步的反应机理研究表明，FeOx/SBA-15催化剂经历的是氧化还原机理，而在添加碱金属盐的FeOx/SBA-15催化剂上经历的是双分子反应历程，遵循的是Langmuir-Hinshelwood反应机理。