近年来,日益减少的化石资源和愈发严重的世界环境问题引起了学术、经济和政治领域的广泛关注,化石资源衍生的供应品和相关的石油化工产品将难以满足人们的需求,开发研究一系列以可再生能源为原料来制备燃料和化学品的新型化学处理过程和技术迫在眉睫。生物质作为唯一可以储存和运输的可再生能源,具有丰富的储备量,它的开发和利用对未来能源的发展具有重要的战略意义,被认为是能够替代化石资源的新一代能源。以碳氢化合物（淀粉和木质纤维素）为主的生物质资源广泛存在于自然界中,由它可以制备合成气（syngas）、生物油（bio-oil）、低碳烷烃类、呋喃类和氧化淀粉等重要化工原料和平台化合物,其催化转化有效转化是利用的基础。多金属氧酸盐（POMs）具有强的氧化还原性能和可调控的Br（?）nsted酸性能,在生物质转化中有很广泛的应用。目前多利用其酸催化性能,如酸催化水解、脱水等反应,在氧化、还原催化生物质转化反应中的应用研究不够深入。因此,设计合成具有一定氧化还原性能的POMs催化剂,在学术和应用方面均有一定的价值。同时,双金属催化剂也是一类广泛使用的生物质还原转化催化剂,系统研究其相互作用机理,对于提高催化活性和稳定性意义重大。基于此,本论文开展以下工作:（1）设计并合成了具有强氧化催化活性的多金属盐酸盐双亲型胶束催化剂[（CH₃）₃NCH₂CH₂OH]₅PV₂Mo₁₀O₄₀,对其组成和结构进行了表征,并在催化过氧化氢氧化淀粉反应中考察了其催化活性。该催化剂在催化过氧化氢氧化淀粉反应中具有最佳反应条件为:反应温度70 ℃;反应时间10 h;过氧化氢含量4.5 mL;催化剂用量为4 mg。在该反应条件下氧化程度高达0.59 mol C02H per 100 g,与目前所使用的传统均相催化剂Fe₃O₄效果相近。该催化剂表现出良好的温控性能,便于重复再利用,重复使用5次以后活性不变。（2）利用多金属钒酸盐Na₄Co（H₂O）₆V₁₀O₂₈·18H₂0（CoV10）做催化剂,考察了该催化剂对氧气氧化淀粉的催化活性。发现COV10催化剂由于具有活化分子氧的作用,在淀粉的部分氧化反应中表现出超高的反应活性;CoV₁₀催化剂具有高于其他类似钒基化合物四倍的催化活性,源于钴和V₁₀O₂₈的协同作用;最佳反应条件为:在pH = 6,反应温度50 ℃,反应时间8 h,催化剂用量8 mg,淀粉氧化程度高达1.35 COOH/100 GU和2.07 CO/I00GU,固体氧化淀粉产物的产率为86 wt.%;催化剂可以通过简单处理而再生,再生的催化剂可以重复使用6次活性基本保持不变。（3）合成了 分别以 Vulcan XC-72（VXC）和 Norit Darco 12x40（NDC）为碳载体的RhRe双金属双功能催化剂,Rh的质量分数为4wt%,Rh:Re的原子比为1:05,研究了这两种催化剂在氢解THP-2M制备1,6-己二醇上的性能。通过对这两种催化剂及两种碳载体的一系列表征发现NDC的BET表面积是VXC的3倍（671 m2·g-1 vs 237 m2·g-1）,水吸附能力是VXC的15倍（17.5 mmol·g-4 vs 1.2 mmol·g-1）;NDC表面的含氧官能团的量是VXC的20倍。RhRe/NDC催化剂对THP-2M氢解活性比RhRe/VXC低2个数量级,对1,6-HDO的选择性也低于RhRe/VXC催化剂的10倍。（4）利用Cs_0.5H_0.5PW₁₂O₄₀（CsPW）作为载体,用等体积浸渍方法分别合成了Rh/CsPW、Re/CsPW和Rh-Re/CsPW三种复合催化剂,并研究了在二羟甲基四氢呋喃（THFDM）转化制备1,6-己二醇（1,6-HDO）的反应中催化活性。研究表明,在THFDM转化制备1,6-HDO反应中,Rh/CsPW、Re/CsPW以及Rh-Re/CsPW表现出不同的催化活性,其中,双金属复合催化剂Rh-Re/CsPW的催化效果最好,在反应温度200℃,4h,H₂压强20 bar,催化剂用量200 mg条件下,THFDM转化率为38%,1,6-HDO和THP-2M的选择性分别为42%和41%,和目前报道的RhRe/SiO₂+Nafion SAC-13活性相当。研究发现,其高的活性源于双金属复合催化剂载体POMs的Br（?）nsted酸性与双金属的协同作用,Rh和Re在CsPW表面形成Re@Rh核壳结构。催化剂稳定性良好,具有一定的应用价值。