世界经济快速的发展以及人口的膨胀对化石资源的利用达到前所未有的程度，人类可持续的发展面临突出的问题。可再生资源由于其可再生的性质和巨大的储量等诸多优势，具有部分替代不可再生资源的潜力，吸引了世界科学家广泛的关注。生物质作为重要的可再生资源，具有广泛的应用前景。通过生物质平台化合物5-羟甲基糠醛(HMF)的催化转化制备生物基聚酯材料单体——2，5-呋喃二甲酸(FDCA)是一个非常重要的反应，FDCA可以作为制备生物基聚酯材料的单体，用来替代石油基的对苯二甲酸，以减少对石油资源的依赖。本文针对当前贵金属催化剂存在的诸多问题，创造性地设计并制备了碱性碳基Pt催化剂和非贵金属催化剂，应用于HMF催化氧化制备FDCA的反应。主要工作包括以下几个方面:　　1.首先以间苯二酚等作为碳源，MgO作为镁源，通过水热法合成碳-氧化镁复合材料，然后经过酸洗除去表面自由的MgO，即得到催化剂载体，负载贵金属之后用于无均相碱水溶液中催化氧化HMF制备FDCA。在温和的反应条件下，HMF能够完全转化，同时FDCA的收率达到97.0％。通过对催化剂的一系列表征，发现该催化剂具有高的比表面积，适宜的介孔结构。通过CO2-TPD对催化剂的碱性进行了研究，发现其出现了新的强碱性位，归属于表面C-O-Mg的生成，这样一种强碱性位可以在无均相碱溶液中发挥其碱性作用，进而促进HMF中醇和醛的氧化反应。研究了该催化剂和对比催化剂的循环稳定性，发现其具有优异的稳定性。　　2.以不同的氮源和碳源通过水热法制备了氮掺杂碳材料，并将其用于无碱水溶液中HMF催化氧化制备FDCA。研究了不同氮源制备的催化剂的催化活性，发现以乙二胺为氮源制备的催化剂的活性最优。尤其当其中氮含量为4.1 wt.％时，该催化剂活性最高，在优化的反应条件下，FDCA的收率达到96.0％。研究了催化剂的碱性质对于HMF催化氧化的影响，并表征和分析了催化剂中氮元素的类型与催化剂活性的相关性。氮元素的掺杂可以在碳材料形成更多的缺陷和无序结构，构成了催化活性位点的结构基础，证实了催化剂中的吡啶型氮含量与催化剂碱性和催化活性的相关性。研究了催化剂投量、反应温度以及初始反应压力对HMF催化氧化反应的影响。阐述了在Pt纳米颗粒和吡啶氮共同作用下对于无碱条件下催化氧化HMF的反应机理。最后考察了Pt/C-EDA-4.1催化剂的循环稳定性。　　3.通过水热还原和尿素水热还原两种方法制备了还原氧化石墨(rGO-H2O和rGO-Urea)负载的贵金属催化剂，并首次用于无碱体系中的HMF催化氧化反应。发现不同的还原方法以及还原时间对于催化剂的结构和组分具有重要的影响。通过Raman表征可知随着水热时间的延长，ID/IG值逐渐增加，含氧官能团的减少，石墨烯中的缺陷位逐渐增多，而对于rGO-Urea则表现出更高的缺陷程度。在无均相碱水溶液中，考察了不同水热还原时间得到的Pt/rGO-H2O和Pt/rGO-Urea催化剂对于HMF催化氧化的活性，发现随着水热还原时间的延长，制备的催化剂的活性逐渐升高，在最优的条件下，FDCA的收率达到95％以上。考察并对比了Pt/rGO-H2O-6h和Pt/rGO-Urea-6h两种催化剂的稳定性，发现Pt/rGO-Urea-6h催化剂表现出更高的稳定性。　　4.通过共沉淀和水热方法制备了碳包覆的MnOx-CeO2非贵金属催化剂，以氧气为氧化剂，H2O为溶剂，用于HMF催化氧化制备FDCA的反应。考察不同Mn-Ce摩尔比催化剂的催化活性，重点考察了碳包覆的MnOx-CeO2复合氧化物催化剂的催化活性和稳定性。考察了碱的影响，当以KHCO3为碱添加剂，且KHCO3/HMF摩尔比为2时，MC-6@C催化剂表现出最高的催化活性，在130℃条件下反应12h，FDCA的收率达到89.7％。考察了HMF催化氧化反应的时间曲线，并基于该催化剂阐述非贵金属催化氧化HMF生成FDCA的反应路线和反应机理。　　5.研究了在高浓度、高HMF/Pt摩尔比条件下催化氧化HMF制备FDCA，进行放大实验，将一次反应投料量由毫克级提高20倍至克级水平。在大反应釜最优条件下，FDCA的收率可以达到91.6％，最终分离得到高产率的FDCA纯品。