5-羟甲基糠醛（HMF）作为合成多种呋喃基聚合物和精细化学品的热门原材料,可转化为多种高附加值化学品和生物燃料,尤其是可氧化生成5-羟甲基-2-呋喃羧酸（HMFCA）、2,5-二甲酰呋喃（DFF）、5-甲酰基呋喃-2-羧酸（FFCA）和2,5-呋喃二甲酸（FDCA）等。在这些呋喃类化学品中,FDCA与1,4-苯二甲酸（PTA）结构十分相似,因此可以很好地替代PTA合成多种生物基聚合物,被美国能源部称为12个最有前途的生物基平台化合物之一。贵金属基催化剂是HMF氧化反应传统的催化剂,但由于其成本较高难以实现大规模工业应用。Mn基金属氧化物虽然在HMF氧化反应中表现出良好的催化性能,但难以高选择性的生成FDCA。为提高FDCA选择性,反应多在碱性水溶液中进行,需要大量酸中和反应液,产生大量工业废水。因此,开发廉价、绿色的催化剂在温和条件下进行HMF氧化反应制备FDCA具有重要的意义。本文制备了不同晶型的MnO2以及ZrO2、CeO2、Fe3O2和NiO催化剂进行HMF氧化反应,并将催化活性较高的α-MnO2分别与Fe3O4、NiO复合制备磁性MnO2-Fe3O4和MnO2-NiO复合氧化物,采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、NH3程序升温脱附（NH3-TPD）、CO2程序升温脱附（CO2-TPD）及吡啶吸附红外（Py-FTIR）对催化剂的结构和性质进行表征和分析,XRD和SEM分析表明复合后的催化剂仍保持α-MnO2、Fe3O4和NiO基本结构,NH3-TPD和CO2-TPD分析表明复合金属氧化物的表面酸量和碱量均有所增加,结合XPS分析结果,可以得出结论,Fe3O4和NiO的引入,使复合金属氧化物Mn4+·O2-离子对数量增加。以所制备的不同比例的Mn-Fe和Mn-Ni复合金属氧化物为催化剂,以叔丁基过氧化氢（TBHP）为氧化剂,在非碱性条件下进行HMF氧化反应制备FDCA,结果表明,由于复合金属氧化物中活性中心Mn4+·O2-离子对数量增加,其催化活性相对于单一金属氧化物显著提升。采用单因素实验法和正交实验法对HMF氧化反应条件进行优化,结果表明,复合催化剂Mn8Fe3Ox和Mn8Ni3Ox对HMF氧化制备FDCA的反应表现出良好的催化活性和选择性,在最优化条件下,HMF可完全转化,FDCA收率分别为76.9%和77.8%。在氧化反应结果基础上对Mn基复合氧化物催化的HMF氧化反应机理进行了分析,认为首先Mn3+被氧化为Mn4+,形成Mn4+·O2-离子对,随后Mn4+·O2-离子对将HMF氧化为DFF,进而最终被氧化生成FDCA,同时Mn4+又被还原成Mn3+,形成催化循环。