生物质是一种廉价易得且可以代替石化资源的可再生资源,因此,将生物质原料转化为可供人类生存发展的能源和化学品是近十年来研究的热点问题。5-羟甲基糠醛是一种可由生物质转化而来的重要平台化合物,它能转化为多种高附加值化合物,并应用在能源、塑料、西药、精细化工等领域。本论文为从生物质衍生的葡萄糖、果糖转化为5-羟甲基糠醛(5-HMF)设计制备新型固体酸催化剂,拓展5-HMF合成的绿色催化体系。本论文以炭磺酸为载体,通过浸渍法制备了金属氯化物负载型炭磺酸 CBSA-CuCl2、CBSA-AlCl3、CBSA-ZnCl2、CBSA-FeCl3,该系列固体酸催化剂同时具有L酸和B酸中心。其中CBSA-CuCl2催化果糖脱水制备5-HMF的催化活性最好,在反应温度180 ℃,反应时间30 min,果糖用量0.5 g,溶剂1-甲基-2吡咯烷酮10 mL,催化剂用量0.1g 时 5-HMF 产率达到 91.30%。论文接着研究了竹炭载体负载双金属氯化物系列固体酸催化剂在葡萄糖脱水制备5-HMF中的催化活性。结果表明,在反应温度180 ℃,反应时间90min,催化剂用量0.1 g,水与甲基吡咯烷酮的摩尔比为1:19时,BC-NiCl2-ZnCl2的催化活性最好,且5-HMF产率达到 40.80%。最后,以氧化铝和竹炭磺酸为葡萄糖脱水制备5-HMF的催化剂,研究了两者的共同催化作用。结果表明,共同催化活性比使用单一催化剂的活性高。在反应过程中,氧化铝是葡萄糖异构为果糖的良好催化剂,竹炭磺酸是催化果糖脱水的良好催化剂。在两者同时存在的反应体系中,异构的果糖能及时被竹炭磺酸催化转化为目标产物5-HMF,从而提高反应转化率和选择性。在反应温度180℃,反应时间2h,5-HMF产率达到52.52%。