开发和利用可再生能源是实现生态环境长久发展的有效举措。农林及海产品废物中的纤维素和壳聚糖是典型的可再生资源,并且在自然界中的储量极其丰富,这类物质的资源化利用对改善生态环境具有重要意义。他们的分子结构特殊,含有大量羟基,氨基,羧基等官能团。鉴于纤维素和壳聚糖及其衍生物对金属螯合能力强,可用来负载金属后制备成催化剂用于催化各类化学反应。纤维素和壳聚糖及其衍生物负载型贵金属催化剂易于重复回收利用,并且稳定性良好,在催化反应中表现出优良的催化活性和选择性,因此纤维素和壳聚糖及其衍生物负载金属型催化剂受到了催化领域研究者的关注。本文以促进可再生能源的开发和利用为出发点,首先对纤维素和壳聚糖的研究现状、乙炔加氢反应的机理,具体催化剂的选择、密度泛函理论相关知识进行了详细的概述。纤维素和壳聚糖及其衍生物用来负载金属的催化剂已经有文献报道,归因于纤维素和壳聚糖及其衍生物独特的结构,对金属离子有优良的配位能力,我们试图将羧甲基纤维素与壳聚糖混合为复合材料,经过负载金属Pd后放到乙炔选择性加氢反应中。探讨了CMC/CS-Pd催化剂的制备方法和催化性能。同时还考察了Pd负载量,不同催化剂载体,反应温度和催化剂催化性能之间的关联。结合DRIFTS、XRD、XPS、HRTEM等表征手段筛选出了最佳催化剂和最佳反应条件,并测试了实验中最佳催化剂的稳定性。最后,为了更直观了解乙炔选择性加氢反应过程的活性组分（Pd₂）、载体（CS和CMC）、反应气体（H₂、C₂H₂、C₂H₄）之间的作用,我们在密度泛函理论的基础上,模拟了活性组分、载体以及反应气体之间的能量差别。研究了活性组分（Pd₂）表面乙炔加氢反应过程,包括过渡态和中间体空间构型,初步解析了乙炔加氢的反应过程。得到了以下结论:（1）以羧甲基纤维素和壳聚糖为实验原料制备了CMC@CS-Pd催化剂,通过乙炔选择性催化加氢反应,测试了CMC@CS-Pd催化剂的催化性能。结果显示,CMC@CS-Pd催化剂在反应中的催化效果和稳定性良好。我们认为CMC和CS表面的官能基团对于贵金属Pd的分散起到了很好的作用。高度分散的Pd对反应的催化效果良好,并表明高Pd负载量的催化剂容易产生过度加氢现象,最终选择了Pd负载量为0.25 wt%作为最佳负载量。（2）CMC@CS-Pd、CS@CMC-Pd、CS-Pd、CMC-Pd四种催化剂对乙炔转化率均保持在较高的水平上,但CS-Pd、CMC-Pd两种催化剂对乙烯的选择性一直较低。CMC@CS-Pd、CS@CMC-Pd催化剂对乙烯的选择性相对较高。并且同等条件下CMC@CS-Pd催化剂对乙烯的选择性较高。（3）计算结果表明,乙炔选择性加氢反应中对反应的活性起决定作用的是活性组分Pd,而载体对反应活性的影响较弱。但由于载体、活性组分和反应气体之间吸附能力不同,催化剂的活性和选择性会受到影响。（4）厘清了乙炔加氢各反应步骤,通过模拟,得到了中间体和过渡态的活化能,我们提出,从C₂H₂反应生成C₂H₄活化能低于从C₂H₄反应生成C₂H₆活化能高,提出Pd₂团簇表面有利于乙烯的生成。