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碳-碳（C-C）键及碳-氢（C-H）键是有机分子中基本的化学键,C-C及C-H的氧化断裂反应是有机化学中引入羰基等含氧官能团的一种重要合成方法。传统方法以化学计量甚至过量的强氧化剂来实现,而廉价的非贵金属多相催化剂的报道相对较少。钒是一种自然界中较为丰富的元素,具有廉价易得等优点,广泛用于催化氧化领域。钒基氮掺杂碳材料,因为氮原子的引入能增强其导电性能和电子传输能力,金属组分的掺入后其周围化学环境会发生变化,而且金属与载体之间会存在电子转移,这些因素都会赋予金属氮掺杂碳材料某些奇异的催化性能。本文合成了钒基氮掺杂碳材料（V-N-C）,对其结构进行了表征,并首次以其为催化剂,氧化剂选用环境友好的氧气,通过碳-碳键氧化断裂和碳-氢键氧化引入羰基,合成了内酯和丙酮酸甲酯。本论文的主要研究内容如下:钒基氮掺杂碳材料（V-N-C）的合成及催化环己醇中的C-C键选择性断裂制备内酯:以三聚氰胺为小分子有机氮源,偏钒酸铵为金属钒源,合成钒基氮掺杂碳材（V-N-C）,然后以环己醇催化氧化制备内酯为模型反应首次探究了V-N-C催化剂的催化碳-碳键氧化断裂的性能。通过考察煅烧温度的变化对V-N-C微观结构的影响及对其催化效果的影响,证实了煅烧温度为500℃时的V-N-C催化剂对环己醇催化氧化制备内酯的反应显示出具有较好的催化效果;并优化了反应条件。得出较佳反应条件为反应温度为120℃,反应时间未8 h,反应压力为0.5 MPa O2,溶剂选用乙腈,此时环己醇的转化率为89%,内酯的总选择性为60%,其中γ-丁内酯的选择性为40%,δ-戊内酯的选择性为20%。钒基氮掺杂碳材料（V-N-C）催化氧化制备丙酮酸甲酯的研究:采用煅烧温度为700℃得到的V-N-C为催化剂,以乳酸甲酯催化氧化制备丙酮酸甲酯为模型反应探究V-N-C催化剂的催化碳-氢键氧化的性能。结果表明,在120℃,0.5 MPa O2,5 wt.%的V-N-C,溶剂选用乙腈条件下反应8 h,乳酸甲酯的转化率高达99%,丙酮酸甲酯的选择性高达95%。本论文实现了金属氮掺杂碳材料在催化氧化领域的新应用,为分子氧催化氧化C-C键及C-H键断裂提供新思路,为绿色催化氧化技术的发展提供参考,具有重要应用背景。