碳纳米管（CNTs）催化剂在典型芳烃侧链液相氧化反应中具有显著的性能和成本优势而得到广泛关注。前期研究表明,在乙苯（EB）液相氧化反应中,以O2为氧化剂的条件下,CNTs具有较好的催化活性,但产物选择性有待提高。为了拓展CNTs在EB液相氧化反应中的应用,本论文通过杂原子N掺杂和金属Co的负载来进一步提高CNTs在EB液相有氧氧化反应中的催化性能并探究其作用机制。本论文主要研究内容与结果如下:（1）制备了N掺杂的CNTs（NCNTs）催化剂并用于EB液相有氧氧化反应中,研究发现了催化活性与催化剂用量的特殊依赖关系,当催化剂用量很低时NCNTs对EB氧化反应具有促进作用,当催化剂达到一定量后却对EB氧化反应具有抑制作用。机理研究和DFT计算的结果表明,N掺杂CNTs对EB分子中α-H的脱除起抑制作用,从而使EB氧化反应停止在自由基链引发的阶段,进而表现为抑制现象。通过加入叔丁基过氧化氢（TBHP）作为助氧化剂,绕过该抑制步骤并产生过氧化物自由基,使EB氧化反应直接进入链增长的阶段,显著促进了EB氧化转化,在加入相对于底物30 wt%的TBHP的条件下,获得了46%的EB转化率和72%的苯乙酮（AcPO）选择性。该研究为N掺杂纳米碳材料催化EB氧化反应提供了新的认识。（2）以乙酸钴作为钴源,柠檬酸作为碳包覆层的碳源,CNTs为载体通过简单的浸渍和高温煅烧获得CNTs负载碳包覆Co催化剂Co@C/CNTs。该催化剂能有效地促进EB的催化氧化,且对苯乙基过氧化氢（PEHP）具有强的分解作用,对AcPO具有优异的选择性,在反应温度150 oC,氧气压力2 MPa,反应时间3 h的条件下,10 wt%Co负载量的Co@C/CNTs对EB的无溶剂氧化反应获得了51.7%的转化率和79.6%的AcPO选择性。通过一系列表征手段研究了Co的负载形式和状态对反应性能的影响,计算讨论了CNTs与Co@C/CNTs催化剂对EB转化与各产物生成的活化能,并分析比较了两种催化剂对生成产物醇酮比的影响,结果表明,Co@C/CNTs催化剂中,低价态的Co更有利于EB无溶剂的催化氧化反应,碳包覆的Co对O2的活化具有显著的促进作用,能明显降低EB转化生成AcPO和α-苯乙醇（PEA）的活化能,特别对AcPO的促进作用最为显著;该包覆Co的负载型催化剂具有优异的循环稳定性。该研究对纳米碳材料负载金属催化剂用于EB的催化氧化反应提供了新的思路。