以生物质衍生物乳酸作为“平台分子”制取高附加值化学品正成为发展可再生能源化工研究的一个重要方面。其中,乳酸催化脱水制取丙烯酸反应不仅对于生物质资源的有效利用,而且对于认识羟基羧酸等多官能团化合物的催化选择转化规律均具有重要意义。本论文通过研究多个系列的固体酸碱催化剂对乳酸气相脱水反应的催化作用规律,阐明了催化剂表面酸碱性质和沸石孔道结构与乳酸反应活性、选择性和稳定性之间的关系,创制了几种高效的乳酸气相脱水高选择性制取丙烯酸催化剂。考虑到生物质“平台分子”的催化转化反应大都在含水的体系中进行,本论文还发展了含水体系固体表面酸性质的测定方法,研究了水对一些典型固体催化剂表面酸性质的影响规律,丰富了对固体酸催化剂的认识。论文首先以羟基磷酸钙和碱金属离子交换Beta沸石为“模型催化剂”,通过改变羟基磷酸钙样品的Ca/P比和焙烧温度,或改变Beta沸石样品中碱金属离子的性质（Li⁺、Na⁺、K⁺、Rb⁺和Cs⁺）和交换度,对催化剂表面酸碱性质进行调控,初步研究了乳酸气相脱水反应的活性和选择性与催化剂表面酸碱性质的关系,发现丙烯酸的高选择性生成需要催化剂表面同时具有适当强度和数量的酸性位和碱性位。此外,向反应中添加酸性或碱性分子分别毒化催化剂表面的碱性位或酸性位,均可导致丙烯酸选择性明显下降。因此,乳酸脱水生成丙烯酸反应需要酸性位和碱性位的协同作用,属于酸碱双功能协同催化过程。论文还比较了K⁺交换的各种沸石（ZSM-22、ZSM-35、MCM-22、ZSM-11、ZSM-5、ZSM-5/ZSM-11和β）对乳酸气相脱水反应的催化性能,发现β和ZSM-5沸石催化剂最利于丙烯酸的选择性生成。进一步通过对其中的SiO₂/Al₂O₃比和K⁺交换度进行优化,创制了迄今为止性能最好的K0.89Na0.11ZSM-5₂7催化剂,在反应温度360 oC、乳酸质量空速高达2.1⁴.2 h-1（通常文献值的3¹0倍）、乳酸分压3.5⁷.4 kPa时,丙烯酸的选择性高达81⁸4 mol%。并且在连续反应80 h后乳酸的转化率也无明显下降（<5%）,产物中丙烯酸的选择性保持在75 mol%以上。本论文还以三甲基膦为探针分子,探索发展了含水（汽）体系固体表面酸性测定的31P和¹H MAS NMR方法。通过研究水对一些典型固体酸催化剂表面酸性质的影响,发现水分子既可以毒化表面Lewis酸性位,又可以使Lewis酸性位部分或完全转化Br?nsted酸性位,甚至还可以使Lewis酸性增强,具体与固体酸自身的个性有关。但水分子对固体表面既有的Br?nsted酸性位无明显影响。