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二氧化硅作为一种具有多孔结构的无机固体材料,在化学反应中通常用作催化剂载体,由于其表面含丰富的硅羟基偶尔仅用于催化酯缩合和烯烃异构化反应。近来发现无金属SiO2对催化环己胺选择氧化表现出较好的催化效果,其表面的活性硅羟基成功吸引了研究者的极大兴趣,特别应用于探索己内酰胺新工艺的研究开发。本论文选取具有高比表面积的二维六方介孔SBA-15纯硅材料,以分子氧为绿色氧源,催化环己胺选择性氧化定向合成环己酮肟进行研究。同时结合各种谱学表征和DFT理论计算从分子层面揭示了硅羟基活性点的本征结构与催化活性的构效关系,阐明其表面硅羟基活性点在选择活化客体分子的作用规律,提出了可能的胺化机制。主要内容如下:（1）采用水热合成法制备了介孔SBA-15催化材料,然后通过硅烷化试剂（三甲基氯硅烷、三苯基氯硅烷）、盐酸和氨水等酸碱物质以及不同的温度对SBA-15表面硅羟基进行改性处理。以空气为绿色氧源,研究表面硅羟基活性点变化对催化环己胺氧化作用的影响。结果表明经硅烷化试剂处理后催化剂活性显著降低,其中经分子动力学半径小的三甲基氯硅烷去SBA-15孔道内硅羟基后,转化率不高于1%。分子动力学半径较大的三苯基氯硅烷仅对表面去硅羟基化,环己胺转化率下降相对较低（4%）,但环己酮肟选择性低于80%,说明SBA-15孔道内硅羟基有反应限域催化效应。表面硅羟基经盐酸处理活性无明显变化（8.63%）,但环己酮肟选择性下降（68.28%）;经氨水处理后,环己胺转化率显著降低（3.31%）,肟的选择性也明显下降（78.54%）,说明表面硅羟基的微环境影响硅羟基活性。催化剂表面硅羟基经不同温度处理,催化活性随着脱羟基的增加而逐渐降低。结合原位红外光谱、Py-IR光谱和固体核磁等技术对催化剂结构进行表征关联,结果证实具有中性或弱酸性微环境的表面硅羟基是催化剂的活性中心。（2）基于上述实验及表征结果设计了孤立硅羟基、邻位硅羟基、偕生硅羟基和“硅羟基窝”四种不同的表面硅羟基结构,并通过量化计算对其结构进行优化,同时在理论上计算预测了四种硅羟基结构对客体反应物分子的吸附活化作用。结果表明邻位硅羟基和“硅羟基窝”与环己胺分子能形成较强的分子间作用力,有利于环己胺的N-H键活化及中间体亚硝基环己烷重排。在此基础上提出了硅羟基参与环己胺氧化制备环己酮肟的可能催化机理。（3）本论文还设计了通过浸渍法将低钛物种负载至SBA-15表面,然后以空气作为绿色氧源,异戊醇作稀释剂时催化环己胺选择性氧化异构化一步制备己内酰胺的新工艺。同时对反应温度、钛负载量和反应物配比等条件进行优化,确定了最优的反应条件。结果表明使用5%Ti/SBA-15催化氧化环己胺时,转化率为16.65%,己内酰胺的选择性达到53.05%。最后通过FT-IR红外光谱和UV-vis光谱对催化剂的结构进行了表征。