Методами ЭПР, фурье-ИК- и рентгеновской спектроскопии исследованы индивидуальные и смешанные оксиды ванадия и молибдена состава (1 x)V2O5 : xMoO3, приготовленные методом соосаждения. Охарактеризована их фазовая и структурная гетерогенность. Окисление толуола кислородом воздуха до малеинового ангидрида на V2O5 и смешанных оксидах происходит при участии синглетной формы кислорода 1O2. Обнаружена корреляция между содержанием ионов ванадия V(IV) в смешанных катализаторах и количеством десорбированного 1O2. Показано, что в результате процесса окисления толуола изменяется пространственное распределение ионов V(IV) в матрице, а также фазовый состав образцов.