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杂多化合物作为一种相当强的多电子氧化剂，在传递氧的氧化还原反应中有明显的催化活性，同时具有分子或原子水平上的性能调节能力，因此成为催化和材料化学领域的研究热点。在各种类型的杂多化合物中，以酸性及氧化性较强的Keggin型杂多化合物受关注程度高，被广泛应用于烃类化合物的有机液相氧化反应中。有机化合物的催化选择性液相氧化是制取石油化工和精细化工产品的重要途径，因此研究杂多化合物催化烃类化合物的氧化具有重要的理论和实际意义。
调变杂多化合物的组成对其催化氧化性能有着重要的影响，其中包括中心原子、多原子及反荷阳离子等的调变。通过向传统杂多化合物上引入过渡金属、有机金属及有机分子等可以得到新颖的取代型或复合型杂多酸及其盐类催化剂。各种季铵阳离子与杂多酸的复合盐在氧化反应中表现出优良的催化氧化性能，因而其研究备受瞩目。新型的“季铵盐”——离子液体，则由于其环境友好及结构可设计等优点，近年来作为溶剂及催化剂在化学、催化及有机合成领域得到广泛的应用。本论文在原位杂多酸-离子液体催化剂体系的基础上，尝试合成杂多酸-离子液体结合的新型杂多化合物，进一步对其性质及催化氧化方面的性能作了相关研究，主要的研究内容及结论如下：
1.原位杂多酸-离子液体催化剂体系催化环己烯氧化反应研究
将杂多酸-离子液体催化剂体系应用于环己烯氧化合成己二酸反应研究，考察了反应温度、时间以及离子液体的种类、加料顺序和用量对反应的影响。结果表明，催化剂体系HPW-[(CH2)4SO3H-Py][HSO4](1/2)在加料方式(Ⅱ)中，反应条件为n(cyclohexene):n(H2O2):n(HPW)=1:4.4:0.28，回流温度下反应8h可得到84.9％的已二酸一次性分离收率，催化剂体系可循环利用。
2.离子液体修饰的Keggin型杂多化合物的合成及性质表征
合成了三种普通烷基咪唑阳离子取代的Keggin型杂多化合物[Cnmim]3PW12O40(n=0，4，8)，用IR、UV-vis、31pNMR和元素分析等表征手段证实了化合物的组成，并对其酸性进行了测试，发现三者相比较磷钨酸酸性均有所下降；尝试了磺酸功能化离子液体与杂多酸结合的新型化合物的合成，通过分析推测所用的合成方式得到的物质以配合物形式存在，组成为H3PW12O40·4[C4-im-(CH2)4SO3H][HSO4]。
3.离子液体修饰的Keggin型杂多化合物催化烯烃氧化性能及光谱研究
考察了烷基咪唑阳离子取代的杂多化合物[Cnmim]3PW12O40(n=0，4，8)、磺酸功能化杂多配合物H3PW12O40·4[C4-im-(CH2)4SO3H][HSO4]及[π-C5H5N+(CH2)15CH3]3PW12O40、[C4mim]3{PO4[WO(O2)2]4)催化环己烯的氧化性能，并通过UV-vis、Raman及31pNMR等谱学方法对其在过氧化氢作用下的变化进行了研究。结果发现，在无有机溶剂参与的体系中，杂多化合物[Cnmim]3PW12O40(n=0，即[Hmim]3PW12O40)和H3PW12O40·4[C4-im-(CH2)4SO3H][HSO4]是催化反应的有效催化剂。