5-羟甲基糠醛是由葡萄糖或果糖经脱水反应生成,作为一种能有效防治神经退行性疾病、认知损害和抗心肌缺血的心血管病药物,受到研究人员的广泛关注。本文研究了高温水-二氧化碳（Hot-Temperature-Water/Carbon Dioxide, HTW/CO₂）二元体系中纤维素水热降解制备5-羟甲基糠醛（5-hydroxymethyl-furaldehyde , 5-HMF）的实验条件、纤维素降解反应机理、反应路径和反应动力学。第一、高温水中不加入任何催化剂,纤维素也可以降解生成5-HMF,但与HTW/CO₂二元体系中纤维素水热降解反应相比,CO₂的加入可以促进纤维素降解生成5-HMF,缩短反应时间,提高5-HMF的收率。第二、实验确定了HTW/CO₂二元体系中纤维素水热降解的适宜操作条件为:CO₂加入量5.0%,反应温度523.15K,反应时间30min,反应压力7.25MPa,5-HMF的质量收率可达到16.19%。第三、通过对纤维素、D-葡萄糖和D-果糖在HTW/CO₂二元体系中降解产物的气-质谱图分析,并结合纤维素降解反应主要产物的生成机理。推导出HTW/CO₂二元体系中纤维素降解的反应路径。最后,对高温水和HTW/CO₂二元体系中纤维素水热降解反应的动力学进行了研究,分别得到了两种体系中纤维素降解反应的活化能和动力学方程。结果表明:两种体系中纤维素降解反应均为一级反应,高温水中CO₂的加入可以提高纤维素降解反应的表观速率常数,降低反应活化能;高温水和HTW/CO₂二元体系中纤维素水热降解反应的活化能分别为: 113.32KJ/moL和104.74KJ/moL,动力学方程分别为: