随着全球能耗的不断攀升,可再生的生物质能有望缓解不可再生资源引发的能源危机。将生物质直接转化成碳氢燃料,不仅能解决环境问题,还能开发新能源。光催化将农林废弃物选择性地转化为高附加值的化工原料,与传统催化相比具有能耗低,反应条件温和等优点。常规光催化剂利用太阳光中紫外部分的波段,且光生电子空穴易复合,且对生物质直接转化的活性和选择性差,催化剂成本高等问题,限制了其在工业上的实际应用。本文以一维纤维状粘土硅酸盐矿物凹凸棒石（Pal）为基体,采用微波水热法和氨蒸法制备了Cu2O QDs/Cu-Pal、Cu2（PO4）（OH）/P-Pal、CuFe2O4/Fe-Pal纳米复合材料,对材料的微观形貌和结构进行表征,并以其为光催化剂进行纤维素转化的应用评价,并探讨光催化重整纤维素机理。本文的主要工作如下:1.通过水浴氨蒸法实现铜离子对盐酸改性凹凸棒石晶格重建,制备了Cu2O QDs/Cu-Pal纳米复合材料,光催化纤维素重整制乳酸评价其综合性能。结果表明:Cu-Pal具有可见光谱响应,Cu2O量子点（QDs）可以将材料的光响应范围拓宽至近红外。在该光催化剂体系中,Cu2O QDs与Cu-Pal之间形成了type-II型异质结,降低了电子-空穴（e--h+）的复合速率,保留了相对较强的氧化还原能力,超氧自由基氧化β-1,4-糖苷键得到葡萄糖,在Cu2O QDs表面Lewis酸和空穴的共同作用下葡萄糖转化为乳酸,提高了光催化制乳酸的转化率和选择性。当Cu2O QDs的负载量为10wt%时,在300W氙灯照射下,乳酸的选择性达到最高的38.5%,纤维素转化率为83%。2.基于磷酸改性凹凸棒石,通过微波水热法制备了Cu2（PO4）（OH）/P-Pal光催化复合材料。具有光热效应的Cu2（PO4）（OH）纳米片在P-Pal表面原位生长,展现了等离子共振效应,实现了良好宽光谱吸收效果。Cu2（PO4）（OH）等离子共振提供局部热效应,提高P-Pal表面Bronsted酸活性水解纤维素。Cu2（PO4）（OH）表面丰富的Lewis酸性位点促进葡萄糖脱水异构化产生五羟甲基糠醛（5-HMF）。在模拟太阳光照射下,当P-Pal质量分数为20 wt%时,复合材料的光驱动重整性能最优异,5-HMF、Fructose和2,5-呋喃二甲醛（DFF）的选择性分别为72%、19%和9%。实现了光热转化纤维素制5-HMF,为纤维素的转化利用提供了新的思路。3.通过微波水热法制备了CuFe2O4/Fe-Pal光催化复合材料并应用于光催化纤维素重整制DFF并耦合光催化固氮。结果表明:Pal经过Fe离子晶格重建后提供了中间能级降低了Pal带隙,与CuFe2O4中的Fe位点协同作用,提供了氮气吸附活化位点,促进了空穴催化氧化葡萄糖异构化为DFF。光催化固氮反应与葡萄糖氧化反应相互促进,在模拟太阳光照射下,当CuFe2O4的质量占比为12 wt%时,复合材料的固氮还原效果最好,NH4+的生成速率分别约为390μmol·g-1cat·h-1,DFF选择性为80%。CuFe2O4/Fe-Pal光生e--h+遵循Type-II型异质结机制,可以有效地分离光生电子与空穴,从而提高太阳光的利用率及光催化氧化还原反应效率。