木质纤维素作为环境友好、价格低廉的可再生资源,具有广泛的应用,可以通过化学法或生物法转化为乙醇、乙二醇和糠醛等小分子化合物或转化为汽油、柴油以及航空燃油等高价值燃料,在人类社会能源可持续发展中占有重要的意义。木糖是自然界含量仅次于葡萄糖的第二丰富的糖类物质、在木质纤维素中占有较高的比例、实现木糖的高效转换利用是实现木质纤维素高值化利用的关键因素和前提条件。木糖酸是一种五碳有机酸,应用广泛,可作为螯合剂、分散剂、澄清剂、pH调节剂、抗生素和健康促进剂,被美国能源部列为30种最有价值的化学品之一。因此需求不断扩大,呈现出广阔的市场前景。目前研究表明,合成木糖酸的方法主要有两种,分别是化学法和生物法。然而,化学合成通常需要高温和高压,并且催化剂通常包含贵金属。而生物法存在反应过程缓慢,生产成本高以及生成物难以纯化等问题。而通过光催化的方式制备木糖酸具有绿色环保、普适性强等优点。近年来,金属氧化物、硫化物、贵金属半导体材料和非金属半导体材料在光催化领域备受科研者青睐,利用光催化进行生物质的高值化利用备受瞩目。本文从探究新型、高效光催化剂以及高效催化木糖为木糖酸等方面做了研究,具体内容如下:1.以硫酸锌和硫酸铋为Zn源和Bi源,通过水热法制备得到了 Zn掺杂的Bi2S3纳米片光催化剂（2D ZnS@Bi2S3）,并将其应用于光催化氧化木糖合成木糖酸。研究结果表明,2D ZnS@Bi2S3的厚度约为3 nm,与纯Bi2S3光催化剂相比,2D ZnS@Bi2S3光催化剂具有更广的可见光范围,在碱性条件下可以较好的催化木糖合成木糖酸。经过10次循环的实验后,2D ZnS@Bi2S3的催化性能并没有明显的下降,与传统的硫化物相比,具有更强的抗光腐蚀性能,为传统的硫化物光催化剂提供了一种新的提高光催化稳定性能的途径。在此研究中,木糖的转化率和木糖酸的产率可达91.67%和74.24%,结合催化过程使用的催化剂制备较为简单、稳定性好、能耗低和重复利用等优点,说明该催化制备木糖酸的过程在工业生产上具有一定的潜力。2.以四氯化钛和硝酸镍为Ti源和Ni源,通过水热法制备得到了自组装的NiTi水滑石纳米花状光催化剂（NiTi-LDH）,并应用于催化氧化木糖合成木糖酸。花状NiTi-LDH是由NiTi-LDH纳米片自组装形成的,NiTi-LDH纳米片上有孔结构且存在Ti缺陷。这种带有Ti缺陷,且纳米片上带有孔结构的花状NiTi-LDH光催化剂,与体相的NiTi-LDH相比,提高了光催化性能。合成的NiTi水滑石纳米花状光催化剂在常温可见光下木糖的转化率和木糖酸的产率可达78.75%和66.46%,具有良好的选择性。另外,催化剂在循环使用10次后,在催化性能方面仍然保持良好的稳定性。结合以上催化剂的制备特点以及催化反应特点,说明制备木糖酸的过程比较简单、经济环保、选择性好、能耗低等优点,具备工业生产的潜力。