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木质素是一种天然芳香族高分子聚合物,也是自然界中唯一可再生的芳香性资源。木质素可以替代化石资源生产高附价值的芳香类平台化学品、液体燃料和生物质基材料。相比纤维素而言,木质素的空间结构复杂,且含有高键能的C-C和C-O键,这导致了木质素较难被转化利用。在木质素众多的高值化利用方式中,氧化解聚是可将木质素转化为芳香化合物的一种重要且有前景的手段。本文针对木质素中含量最丰富的β-O-4型连接键,在温和条件下探究了其在不同溶剂和催化剂体系下的氧化效果,并将筛选得到的催化氧化体系应用到玉米芯木质素和玉米秸秆原本木质素的氧化解聚上,获得了以下研究结果。选取2-苯氧基-1-苯乙酮作为木质素二聚体模型物,考察了其在不同催化剂和溶剂体系中的氧化效果。不同催化剂的对比表明ZrCl4的催化氧化效果最佳,产物中苯酚和苯甲酸的回收率分别达到40.2%和93.5%。乙腈/水液比的研究表明在ZrCl4催化氧化下,当乙腈/水体积比为1:1时产物产率最高。在140℃下反应8 h后模型物转化率高达92 mol%,氧化产物苯酚和苯甲酸的产率分别为37 mol%和86 mol%。综合来看,在乙腈/水（v:v=1:1）体系中,以ZrCl4为催化剂、氧气为氧化剂,可以实现2-苯氧基-1-苯乙酮中β-O-4键的高效断裂。玉米芯木质素在ZrCl4/NaOH-乙腈/水体系中的氧化解聚研究中,考察了反应时间对产物产率、选择性以及木质素结构变化的影响规律。玉米芯木质素经ZrCl4/NaOH催化氧化解聚2 h后,单体总产率为6.8 wt%。主要产物香兰素和4-羟基苯甲醛的选择性分别为31.47%和26.42%。MALDI-TOF/MS分析表明氧化解聚过程中寡聚体伴随着单体一起产生,且随着反应的进行,生成的高分子量寡聚体会被继续降解形成低分子量的物质。分子量随时间变化规律表明降解产物中广泛存在着二聚体和寡聚体。此外,定量13C NMR和2D HSQC NMR揭示了玉米芯木质素在ZrCl4/NaOH催化下的氧化解聚主要发生在内部连接键上,特别是β-O-4键,而不是发生在芳香族单元上。玉米秸秆原本木质素在ZrCl4/NaOH-乙腈/水体系中的氧化解聚研究中,考察了反应时间、反应温度、ZrCl4用量、NaOH用量、液比、及氧压下对玉米秸秆原本木质素氧化解聚的影响。得到的玉米秸秆原本木质素氧化解聚最优工况为:玉米秸秆用量1 g,ZrCl4用量15 wt%,NaOH用量8 wt%,乙腈/水液比1:1（共30 mL）,O2压力1.5 MPa,反应温度140℃,反应时间2 h。该条件下单体产物总产率高达13.2 wt%,其中可检测单体产物的产率为7.6 wt%。最优工况下得到的固体残渣与玉米秸秆原料的Py-GC-MS结果对比表明在最优工况下玉米秸秆中木质素组分几乎被完全氧化降解。