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木质纤维素的三种基本组分之中,纤维素和半纤维素可通过生物炼制制备燃料乙醇,而炼制过程中的剩余组分——木质素通常被作为非纤维废弃物处理或直接燃烧以制备蒸汽。木质素的利用不足主要是由于其致密的芳环结构以及复杂的化学键合方式,导致其难以被解聚,这也是生物质原料“抗降解屏障”最为重要的因素。在木质素的解聚过程中,催化剂的加入可在相对温和的条件下实现木质素结构单元联接键的断裂,并可实现对解聚产物分布的调控,其中,酸催化木质素解聚因单酚类化合物得率较高而受到特别关注,但中间产物易缩合和重聚及解聚反应定向性不足是该策略工业化应用中的瓶颈。针对目前木质素解聚反应过程存在的关键问题,本文提出了以设计高效稳定的介孔凹土负载固体酸催化剂为核心、催化木质素高效解聚并定向合成高附加值的芳香酯类及酚类物质为主线的研究思路,通过催化剂的设计合成及催化反应条件的调控,明晰木质素的分离方法、结构特性与液化效果三者之间的关系,理性构建与特定分离方法适配的木质素催化液化反应体系。通过对催化液化产物的解析,揭示催化剂中催化官能团与木质素不同结构单元间的作用机制,为催化剂的制备和木质素定向转化工艺优化提供理论指导。（1）以凹土（ATP）为载体制备系列凹土负载固体酸催化剂Co-Mo/ATP、STA/ATP、ZrO2-ATP、SO42-/ZrO2、SO42-/ZrO2-diatomite、SO42-/ZrO2-Al2O3、SO42-/ZrO2-MCM41及SO42-/ZrO2-ATP催化玉米芯碱抽提木质素在乙醇中解聚,发现凹土负载固体酸的加入可以显著促进木质素的醇解,其中,SO42-/ZrO2-ATP催化后酯溶性生物油得率为60.5%,仅次于SO42-/ZrO2-MCM41的64.1%,且残渣得率最低。MALDI-TOF-MS分析表明,无催化剂时木质素解聚产物多为三聚体以上的低聚物,采用ATP催化后单体及二聚体产物明显增多,而SO42-/ZrO2-ATP催化后单体产物得率进一步增加,且表现出良好的催化稳定性,这与其特殊的链层状结构、理想的酸性位点分布以及良好的热稳定性有关。（2）为减少固体酸催化木质素解聚过程中的缩合及重聚、简化催化剂的分离工艺,设计并合成了凹土负载磁性双功能酸碱催化剂AMDC,酸性位点、碱性位点以及磁性颗粒通过简单的浸渍、焙烧成功负载在凹土晶体表面,两种活性位点使木质素以不同方式进行解聚,而凹土的棒状晶体结构又给木质素的解聚反应提供了理想的空间和场所。AMDC催化碱木质素在50%乙醇中解聚反应2 h,4-乙基苯酚、4-乙基愈创木酚和2,6-二甲氧基苯酚的得率分别达到1.32%、1.26%和1.51%,总单体得率为10.4%。催化剂连续使用8次后,单体得率降至2.69%,经600°C焙烧3 h后重新使用,单体得率达到6.74%。（3）发现由乙醇、1,4-二氧六环及甲酸组成的三元复合溶剂（10:10:2,v/v）是硫酸盐木质素良好的液化剂。该复合溶剂体系中,1,4-二氧六环主要作为木质素溶剂;乙醇作为木质素溶剂、烷基化试剂及原位供氢体;甲酸作为酸催化剂及原位供氢体。300°C反应2 h,残渣得率为6.57%而酚类单体的得率达到22.4%,其中饱和的2-甲氧基-4-丙基苯酚的选择性达到36.2%,木质素在该溶剂体系中的液化过程呈现出较好的定向转化特点。机理分析表明,该复合溶剂在液化木质素过程中其三种组分之间存在协同效应。该溶剂体系具有良好的原料适应性,优化条件下液化硫酸盐木质素、碱木质素、酶解木质素及浓酸水解木质素后酚类单体得率分别为22.4%、13.2%、18.3%和4.28%。溶剂通过简单蒸馏实现回收,回收溶剂通过添加甲酸可实现循环使用。连续使用3次后溶剂再生,酚类单体得率达到18.1%。此外,该溶剂体系还可用于直接液化木质纤维素原料。（4）对凹土负载固体酸催化体系及乙醇-1,4-二氧六环-甲酸复合溶剂体系进行了初步集成,发现提高反应温度可促进催化液化反应过程,300oC条件下SO42-/ZrO2-ATP催化硫酸盐木质素在复合溶剂中液化,酚类单体得率达到24.6%,高于无催化时的22.4%以及ATP的18.6%和AMDC的19.6%。（5）木质素热解过程中加入凹土负载固体催化剂,主要产物分布无明显变化,但可促进木质素低聚物的形成、降低热解产物分子量并提高酚类单体的得率,其中,SZA催化热解后酚类单体得率达到9.35%,高于AMDC催化的8.71%、ATP催化的7.96%以及无催化时的6.37%;采用凹土负载固体催化剂催化生物油热解,既可以提高酚类单体纯度,又可以使生物油中酚类单体的总含量进一步提升,为生物油的进一步高值化利用奠定了良好基础。