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5-羟甲基糠醛（5-HMF）是广泛应用于医药和食品等领域的重要平台化合物。传统制备5-HMF的方法通常以糖类作为原料,为了减少粮食作物的非食用性消耗,5-HMF的制备需要寻找新的原料。生物质能是具有发展前景的新能源,本研究以甘蔗渣为原材料,开展了植物性生物质水热转化制备高附加值化学品的研究工作,探究了前处理方法、前处理时间、催化剂种类、催化剂浓度、双相体系、双相比例、反应压力、反应pH、反应温度、反应时间和反应物料比等因素对甘蔗渣水热反应生成5-HMF的影响,并对甘蔗渣水热反应生成5-HMF的机理进行了推测。研究发现以碱处理作为甘蔗渣的前处理方法可以有效提高5-HMF产率;本研究对比了氯化铝、磷酸铬和氯化铬三种催化剂的催化效果,发现氯化铬催化效果最好,且催化剂浓度越大,5-HMF的产率越高;本研究对比了水/乙醇、水/2-丁醇、纯水三种反应体系对5-HMF产率的影响,发现在以水/乙醇为反应体系时5-HMF产率最高;研究发现5-HMF的产率随着反应釜填充率的增加而增加;随着水热反应温度的上升,5-HMF产率呈先上升后下降的趋势,在水热反应温度达到290℃时,5-HMF的产率最大;本研究以硫酸调节pH,发现随着反应体系pH值的下降,5-HMF产率上升,说明酸性条件有利于5-HMF的形成;当反应时间超过5 min时,增加反应时间5-HMF的产率降低;物料比越低,5-HMF的产率越高,即物料比越低越有利于甘蔗渣水热降解。本研究运用正交试验和响应曲面实验方法发现碱处理能有效去除甘蔗渣中的木质素,双相体系可以有效防止5-HMF的降解。本研究以碱处理15 min的甘蔗渣为原料,10 mg/m L氯化铬为催化剂,按照填充率40%（V%）,物料比5%（wt%）填充反应釜,在pH=1,V水:V乙醇=1:6.6的双相体系中,290℃水热反应5 min,5-HMF的产率可以稳定在8.14%以上。在甘蔗渣生成5-HMF的过程中,关键成分纤维素和半纤维素逐步水解生成单糖,水解生成的葡萄糖异构为果糖,果糖进一步脱去水分子形成烯醇式中间体,5-HMF由烯醇式中间体继续脱去两个水分子生成。与其他的制备方法相比,本方法更为简单高效,有效的去除了木质素的干扰,保存了生成的5-HMF。生成5-HMF的同时还生成了5-甲基糠醛、苯酚、4-甲氧基苯酚、2-甲氧基苯酚和2,6-二甲氧基苯酚等重要的化学品。