近年来随着化石资源逐渐枯竭和能源消耗增加,通过可再生含碳生物质资源合成燃料或高附加值的化学品成为研究热点。其中,2,5-呋喃二甲醛(DFF)在药物、抗真菌剂、大环配体和高分子材料等方面具有潜在的应用价值,它可通过5-羟甲基糠醛(HMF)作为“桥梁”分子,由基于碳水化合物的生物质水解后催化氧化得到。本文主要以果糖为原料,氧化钼复合物作为催化剂,在常压下催化果糖一步法制备2,5-呋喃二甲醛,论文研究结果概述如下:(1)利用共沉淀法制备了一系列不同金属与氧化钼复合物催化剂,用于催化果糖一步法制备2,5-呋喃二甲醛。结果表明在相同反应条件下,锆钼复合氧化物(ZrxMoyOδ)和镧钼复合氧化物(LaxMoyOδ)具有更好的催化活性。因此进一步探究了这两种催化剂中金属摩尔比,催化剂制备过程中焙烧温度,以及反应温度、时间对催化剂性能的影响,结果表明锆钼复合物的催化性能最好。最佳反应条件为:0.05 g果糖为原料,2.5 mL DMSO作为溶剂,催化剂Zr1Mo2Oδ(锆钼摩尔比为2:1,600℃焙烧)0.01 g,空气气氛中,常压下160℃反应4h,2,5-呋喃二甲醛的收率达61%。最后评价了催化剂的循环稳定性,结果表明循环使用5次催化剂无明显活性损失。(2)为了进一步探究催化剂结构及理化性质对催化剂性能的影响,通过FT-IR、XRD、Raman、BET、XPS、02-TPD等技术对催化剂ZrxMoyOδ结构进行了表征分析,获得了其结构、酸度、还原性等基本理化性质。XPS分析表明催化剂表面存在晶格氧、吸附氧和羟基氧,随着Mo/Zr比增加,催化剂表面吸附氧和羟基氧总含量呈增加的趋势,当Mo/Zr比为2:1,在600℃焙烧时,Zr1Mo2Oδ催化剂中羟基氧和吸附氧总含量最多,这两种氧物种具有高的催化氧化反应活性。02-TPD表明Mo/Zr≥1时,催化剂在低温区(120℃左右)存在低温脱附峰,且催化剂Zr1Mo2Oδ的脱附量最大,氧的起脱温度和脱附强度与催化剂的氧化性能有关。较高温度焙烧时,催化剂存在低温氧脱附峰,相比较600℃焙烧的催化剂氧脱附峰温最低。这都是催化剂Zr1Mo2Oδ具有最优催化性能的原因。此外,ZrxMoyOδ制备工艺简单,成本低,所以在催化果糖一步法制备DFF方面是一种有潜力的环境友好型催化剂。