本课题分别以葡萄糖和木糖的降解产物HMF和糠醛为原料,通过降低反应温度,增大反应物浓度,捕捉humins形成过程中的关键中间体,并结合FTIR,SEM,Py-GC-MS等检测手段,确定了humins在不同温度下的结构演化,得到了其在不同温度下的结构模型,对humins的生成有了深入的认识。HMF humins形成过程中主要涉及的基本反应类型包括HMF分子间的醚化反应,HMF分子间的缩醛化反应,HMF与LA、FA的酯化反应及HMF与LA间的羟醛缩合反应;HMF humins不同反应温度与不同反应时间的humins固体的红外分析揭示了humins形成过程中不同反应发生的优先性,HMF分子侧面的羟甲基上的-OH优先反应,4℃时主要为-OH的反应,-CHO被消耗量很少,导致红外谱图上1674 cm-1峰始终保留着,且强度随反应时间延长未见明显变化。20℃时,羟醛缩合反应逐渐增多消耗了更多的醛基,体现在FTIR谱图上即峰1674 cm-1随时间延长逐渐减弱,与此同时峰1710 cm-1、1620 cm-1逐渐升高。当温度升高至170℃时,羟醛缩合反应进一步增多,其关键出峰区域的变化与上相同。Py-GC/MS证实苯环类物质是由裂解产生的,且随进料中C=C含量的升高生成的苯环类物质的含量占比也升高。糠醛humins形成过程中主要涉及的基本反应类型包括氧化,亲电加成,酯化,缩醛化反应。不同温度与不同时间的humins的红外上三组关键出峰显示出了与HMF humins类似的变化规律,随着反应时间延长,1670 cm-1峰减弱,与此同时1697 cm-1和1610 cm-1处的吸收逐渐增强。1670 cm-1处吸收对应于糠醛分子的醛基,1610 cm-1则对应于参与humins形成的C4化合物的碳碳双键,而1697 cm-1则对应于引入的羰基、羧基与形成的酯基。糠醛humins的电镜分析揭示了以往未曾发现的内层疏松的双层结构,并通过向反应体系中加入不同量的水,证实了水量增加可使得humins结构更密实,加入含双官能团的分子LA可制备得到具有如海绵状疏松多孔的humins材料,且随反应时间的延长,孔逐渐减小,结构变得更加密实。