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随着化石燃料的日渐枯竭，可再生资源的有效利用成为人们日益关注的重点。纤维素是自然界最为丰富的可再生的天然高分子资源，用途极其广泛，尤其是纤维素水解后得到的葡萄糖等单糖，可转化为一些化工中间体如:5-羟甲基糠醛（5-HMF）、醇、醛、酸等，再通过加氢、氧化脱氢、酯化、卤化、聚合等化学反应，合成许多化学品作为新一代清洁能源替代化石燃料使用。 本工作以生物质衍生糖为原料，利用温和的一步水热法制备碳微球固体酸，并将其应用于纤维素的高效水解以及生物质糖类转化为5-HMF的研究，为生物质资源的高值化利用提供了一条新路径。具体研究结果如下: 1.在180℃的温和条件下，以葡萄糖为原料，通过水热碳化方法制备了碳微球CG;并以葡萄糖和磺基水杨酸为反应物，一步法制备了表面含有-SO3H、-COOH、-OH基的磺酸化碳微球固体酸CGS2。以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐(BmimCl)为反应溶剂，两种碳微球固体酸为催化剂，研究了该反应体系下纤维素的水解过程。其中单纯的葡萄糖水热碳化制备的碳微球固体酸CG，就可以有效地催化纤维素水解;经过一步法嫁接磺酸基后的碳微球CGS2其催化活性有了一定的提高。在此基础上，进一步研究了葡萄糖在不同水热反应条件下形成的碳微球对纤维素水解的影响，探索了底物浓度、反应温度、时间、催化剂用量等对纤维素水解的影响。 2.以BmimCl为反应介质，CG10为催化剂，考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、果糖浓度等对5-HMF产率的影响。得出最佳反应条件为:CG100.05g、果糖0.01g在100℃下反应90min，5-HMF的产率为88.12％。另外，以生物质衍生糖类为原料水热法制备负载CrCl3的碳材料(F-Cr、G-Cr、C-Cr、St-Cr、Su-Cr、AC-Cr)，再对其进行灼烧制得催化剂(F-Cr-150、G-Cr-150、C-Cr-150、St-Cr-150、Su-Cr-150、AC-Cr-150)。在C-Cr-150/BmimCl反应体系内，催化葡萄糖转化为5-HMF。通过对反应温度、反应时间、葡萄糖浓度、催化剂用量等因素的考察发现，优化后的反应条件是:温度120℃、反应时间4h、葡萄糖量0.03g、催化剂量0.10g。5-HMF的产率为54.72％。