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生物质,由于其可再生及可降低碳排放的特性,是一种十分有前景并值得深度开发的资源。木质纤维素是生物质资源中的一种,其主要由纤维素、半纤维素和木质素三大组分构成,其中木质素由于含氧量相对较低,热值较高,具有巨大的潜在利用价值。然而,木质素具有复杂的三维网状高分子结构,难以被直接利用,因此研究者们需要开发合适的催化解聚木质素的方法来进行木质素的转化利用,这也是木质素高效转化制备燃料方法当中十分重要的一部分。本论文设计制备了一系列的催化剂,选定了合适的溶剂体系,系统地研究了这一系列催化体系对木质素催化解聚的效果,实现木质素的高效催化解聚。首先,使用浸渍焙烧法和硼氢化钠还原法制备了 Ni-S2082-/TiO2复合固体超强酸催化剂。该催化剂可以有效地催化解聚木质素,试验结果表明,就三种主要产物(乙酸乙酯可溶物、乙醚可溶物和9种单体产物)而言:280℃、60min时,解聚产物中乙酸乙酯可溶物和乙醚可溶物的量最多,产率分别为74.67%和42.33%;当其他条件不变,260℃、60 min时,9种单体产物的总质量最大,产率为4.5%。其次,通过对S2O82-/TiO2固体超强酸催化剂进行改进制得了 S2O82--K2O/TiO2酸碱复配催化剂,并深入研究了其催化解聚木质素的特性,发现其催化解聚木质素的能力有明显的增强,在320℃,12 h时,得到了 28.96%的总单体产物。通过对催化剂表征分析发现当S2O82-和K2O负载量为40 wt%时,有超强的酸性活性位和碱性活性位产生,而这正是催化剂催化活性的主要来源。除此之外,探索了不同溶剂体系对于木质素解聚反应的影响,发现二氧六环/甲醇体系可以有效促进木质素的解聚。再次,通过将Ru/C催化剂与酸碱复配催化剂S2O82--K2O/TiO2进行物理混合形成混合催化剂,或在S2O82--K2O/TiO2(S2O82--K2O/ZrO2)上负载Ni来引入加氢活性位形成复合催化剂,都可以有效提高木质素催化解聚的效果。使用质量比为3:1的S2O82--K2O/TiO2、Ru/C混合催化剂,在320℃下进行反应时间为24 h的催化解聚反应后可以将原本热值为25.7 MJ/kg的木质素转化为热值为34.4 MJ/kg的液体产物。对复合催化剂而言,当使用Ni-S2O82--K2O/TiO2时,由于其整体酸性得到提升,因而在较低温度下(260℃)Ni-S2082--K2O/TiO2复合催化剂的催化效果相比于S2O82--K2O/TiO2催化剂有了较大的提升;相反地,使用Ni-S2082--K2O/ZrO2时,由于负载镍仅增强其加氢性能,在较高温度下(320℃),延长反应时间可以取得较好的实验结果。上述制备的催化剂虽然性能优越,但稳定性相对较差,为改善这个缺陷,我们以TiO2和NiO为溶剂,MgO为溶质,制备了钛基金属固溶体,随后将WO3负载到该固溶体上,制得改性钛基金属固溶体催化剂W/TiMgNiOx。使用W/TiMgNiOx催化解聚木质素,催化效果稍低于固体超强酸催化剂和复合催化剂,但后续通过催化剂的稳定性研究发现,W/TiMgNiOx在5次循环后催化效率仅降低11%,其稳定性明显强于前文制备的酸碱复配催化剂S2O82--K2O/TiO2(5次循环效率降低32%)和Ni-S2O82--K2O/TiO2(5次循环效率降低18%)。最后,为进一步提高金属固溶体催化剂的解聚性能,我们使用酸性更强的锡铝金属固溶体作为载体,将WO3负载到载体上进一步提升催化剂的酸性,同时负载Ru作为加氢组分,制备了 Ru-W/SnAlOx催化剂。该催化剂不但对解聚木质素具有相对好的催化效果,而且也具有相对好的稳定性,是本论文研究中综合性能最优异的催化剂。使用该催化剂在反应温度为300℃,反应时间为12 h时进行木质素解聚,分别得到94.32%的液体产率、59.86%的石油醚可溶物产率和15.69%的单体总产率;同时,该催化剂经过5次循环后具有86%的催化效率。