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将可再生的富含脂肪酸的生物质原料转化成高附加值的燃料以及化学品是非常重要的研究领域。本论文着重于将天然油脂、脂肪酸酯以及脂肪酸以多相催化方式实现脂肪醇、柴油类烷烃以及α-烯烃的设计、实施以及反应评价。在本论文中,对脂肪醇、柴油类烷烃以及α-烯烃的合成过程分别涉及了氢化、脱羰以及脱水三个化学过程。前两个过程为在水相中的氢化以及加氢脱氧使用多相碳载体催化剂,在相对较低的温度下高产率地得到了目标脂肪醇和柴油组分的直链烷烃。在这一体系中,水作为一种广泛存在而且环境友好的溶剂,可与产物脂肪醇以及烷烃形成两相,实现与溶剂很好的分离。所设计的碳载体催化剂是高活性、高稳定性、可持续的环境友好的催化剂。所发展的方法是一种安全、低成本、简易的一锅法绿色过程。设计以纳米氧化铝和氧化钍混合催化剂催化脂肪醇脱水体系中,得到92%α-烯烃（该产率是目前文献报道的最优数据）。（1）钌纳米粒子担载在高度亲水的介孔碳上低温水相催化微藻油为长链直链烷烃第二章是关于对微藻油和硬脂酸在水相中加氢脱氧至长链直链烷烃。对于将微藻油这类非食用油转化成为有价值的燃料以及化学品是非常有应用前景的。由于从含有水的微藻油中将油脂分离出来存在着极大的困难,因此在水相中直接将微藻油转化是非常适合的方法。在本研究中,我们合成了一种钌纳米颗粒担载在高度亲水的介孔碳的催化剂,在低至140℃的反应温度下将微藻油定量加氢脱氧,转化成为长链直链烷烃。这种高度亲水的多孔碳由一步法经淀粉和氯化锌混合在但其氛围下煅烧而成。所得到的碳载体具有高比表面积和高孔容,有利于钌纳米粒子的高度分散。X-射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外图谱（FTIR）以及热重分析（TGA）等表征表明所合成的碳载体表面存在着丰富的羟基,提高了催化剂与含水的原料的可接触性。此外,接触角实验也证实了所合成的Ru/C催化剂比商业Ru/C具有更好的亲水性。两者的反应动力学模型以及原位红外都揭示了所合成的亲水的介孔Ru/C催化剂比商业Ru/C催化剂在硬脂酸的氢化以及脂肪醇的脱羰的串联反应中有着更好的活性。因此可得出结论,我们所设计合成的这种高活性、可循环、可持续的、环境友好的亲水的介孔Ru/C催化剂在水热条件下的加氢反应的应用中表现出很好的应用潜力。（2）低温水热条件下高选择性转化天然油脂为脂肪醇脂肪醇是一种有价值的商品化的非离子表面活性剂,常用于食品添加剂、工业溶剂、润滑油、洗发露、护发素、香水、树脂、生物燃料以及医药保健品中。传统的转化甘油三酸酯成为脂肪醇的方法需要严苛的反应温度（200-400℃）、高氢压（20-30 MPa）、具有污染的非极性溶剂以及含有有毒金属的锌或者铜铬的催化剂。本章主要集中于在氮修饰的碳载体（N-C）担载的钌锡双金属催化剂上,将天然油脂、脂肪酸酯以及脂肪酸在水相低温（140-180℃）的条件下定量转化成为脂肪醇。本体系所发展的一锅法水相加氢油脂的反应是一种安全、低成本、绿色可持续的过程。N-C催化剂载体由葡萄糖、三聚氰胺和氯化锌混合物碳化所得。通过浸渍法将RuSn担载到载体上得到Ru/N-C催化剂。在所制备的催化剂中,N以吡啶氮和吡咯氮的方式修饰碳的表面,与催化剂中的Sn纳米粒子一起加强了Ru纳米粒子的分散,并构成了高度亲水的特性,促进了羧基在催化剂表面的吸附。Ru纳米粒子与载体表面修饰的含N基团以及Sn纳米粒子存在强相互作用,有利于快速将吸附在催化剂表面的羰基氢化成为醛基继而继续加氢到目标产物醇。本研究提供了一种简单高效的方法合成了一种高度水热稳定的碳负载金属的催化剂,在水相条件下将生物质高选择性地加氢至高附加值的化学品。（3）氧化铝-氧化钍混合催化剂选择性催化脂肪醇脱水至长链α-烯烃第四章节的主要集中于高选择性高产率地通过脂肪醇生产长链α-烯烃。这一过程极具挑战性,这是因为异构化的内烯烃以及聚合烯烃的产物具有更好的热力学稳定性。在本章节中,我们发展了一种物理混合的纳米氧化铝-氧化钍（Al2O3n-ThO2）的催化剂体系高效高选择性的将十八醇转化成为目标产物十八碳的直链α-烯烃(100%转化率,92%产率,反应速率:2.9 mmol·g-1·h-1,溶剂:十二烷,温度:300℃)。据我们所知,这一从脂肪醇脱水至长链直链α-烯烃体系是所有文献报导的数据中最高效的。顺式和反式-2-甲基-环己醇在Al2O3n上的脱水反应中揭示了反应过程为反式消除反应。该反应在富含Lewis酸(0.457 mmol·g-1)和Lewis碱(0.567 mmol·g-1)的多孔纳米Al2O3n上进行。在十八醇的脱水反应过程中,醇羟基在L酸的酸性位上吸附并脱除,产生碳正离子,接着转移至项链的L碱性位上转化成为最终的产物烯烃。然而,在单纯的Al2O3n上生成的烯烃异构成为内烯烃,因而α-烯烃的转化率和选择性都不高。ThO2的加入可使α-烯烃的产率达到92%。在300℃下,乙烯吸附的原位漫反射红外表征表明,ThO2对乙烯具有很强的吸附作用。该结果表明,通过竞争吸附的作用,ThO2的加入阻止了发生在Al2O3n的L酸位上的α-烯烃异构化以及聚合反应,从而提高了α-烯烃的产率。