生物质资源是地球上唯一可再生并且可转化成液体燃料的资源,其开发利用备受关注。催化热裂解技术作为一种比较高效的生物质热化学转化技术,已经得到了广泛的研究,但是热裂解产品的组分极度复杂,而反应过程又受多因素的影响（如:反应温度、升温速率、催化剂种类、生物质各成分含量等）。如何将生物质定向地催化转化成高附加值化学品或所需要的化工中间体,目前依然是科学难题。本文主要研究介孔碳负载的固体酸或碱性催化剂在纤维素热裂解反应的作用,和对高附加值化学品糠醛和羟基丙酮的定向选择性。从催化剂的制备与纤维素的催化热裂解机理两个方面进行系统的实验研究,主要得出以下结论:采用三元共组装法合成碳-硅复合材料,通过过量浸渍法制得具有催化功能的固体酸催化剂X/MC（X=AlCl₃、FeCl₃、ZnCl₂）和固体碱催化剂X/MC（X=Na₂CO₃、NaOH、K₂CO₃、KOH）。通过BET表征测得其介孔率高达80%,且平均孔径在5 nm左右,经SEM、EDX等表征手段表明介孔碳固体酸和固体碱催化剂制备成功。催化剂的催化效果与其外表面及孔道内的金属量有关。以羟基丙酮为目标产物时,其催化效果:NaOH/MC>Na₂CO₃/MC≈KOH/MC>K₂CO₃/MC,随着碱性浸渍溶液浓度的增加,其催化剂NaOH/MC和K₂CO₃/MC的催化效率先增加后减小,其最佳浸渍溶液含量为0.35 mol/L,而催化剂Na₂CO₃/MC和KOH/MC的最佳浸渍负载量还有待进一步探索;以糠醛为目标产物时,其催化效果:AlCl₃/MC>ZnCl₂/MC≈FeCl₃/MC,,其催化剂AlCl₃/MC的最佳浸渍负载浓度为0.25 mol/L,而ZnCl₂/MC和FeCl₃/MC的催化效率变化不大。根据快速催化热裂解产物对纤维素的热裂解机理分析可知,碳材料的加入能在一定程度上减少脱水糖的生成,增加低分子量产物含量。酸性催化剂能在一定程度上降低脱水糖的含量,且呋喃类化合物含量明显增加;而碱性催化剂则明显降低裂解产物中脱水糖含量,小分子化合物明显增加,主要促进直链醛酮小分子的生成。