随着社会在对在化石燃料的日益消耗越来越多,能源问题日趋严峻,当代生态意识越发崛起的背景下,对生物质能源的大力研究与发展无疑为解决当下能源问题提供了新方向、新思路和新途径。本课题以生物质能为出发点,合理调研不同种非均相催化剂,将其应用在催化生物质产品转化为5-羟甲基糠醛(HMF)和2,5-二甲基呋喃(DMF)两种生物基化学品。本文以单糖为出发点,首先通过水热合成法合成了一系列不同孔径、不同酸量的H-Beta分子筛作为果糖的脱水转化为HMF的催化剂,优化不同硅铝比和探索最优反应条件后发现在低硅铝比下,HMF的产率达到最高的83.4%;接着在发烟硅胶作为载体,负载不同功能基团后,重点考察了负载磺酸基团后,催化剂的浸润性和反应活性的关系,发现适量的引入三甲基硅氧辛烷后,催化剂表面的疏水性提高,相应的,HMF产率亦有提高,其最高产率达到了 86.1%。在后半部分的研究中,旨在从一步法中高选择性从果糖中得到DMF,通过基于上文的理解,理性调控催化剂表面浸润性,提高了HMF在体系中的稳定性,使其不易发生相关的副反应;其次,催化剂的疏水表面有助于排斥水分子并促进供氢剂聚甲基氢硅氧烷(PMHS)的吸附性能,避免副反应并促进HMF转化为DMF。疏水性催化剂Pd/PDVB-S-143催化果糖转化为DMF显示了极高的催化活性:在120℃的温和温度下获得94.2%的产率,并且在5个循环后无活性损失。从绿色和可持续化学的角度来看,从果糖一步法转化为DMF具有三个优势:首先,避免了 HMF分离,减少了有机溶剂的用量和分离HMF的能量消耗;其次,在温和的反应条件下实现了 DMF的高效生产;最后,聚甲基氢硅氧烷(PMHS)取代了传统加氢中以氢气作为氢源,增加了整个过程的安全性。