化石燃料的大量开采和消耗带来了全球能源危机和日益严峻的环境污染问题,利用生物质资源制备生物基液体燃料和生物基化学品成为了学术界和产业界共同关注的焦点。以ABE(丙酮-正丁醇-乙醇)发酵液为纽带,结合生物发酵和化学催化实现木质纤维素向高价值液体燃料的转化是一种具有潜力的生物燃料制备方法。为实现该过程的高效定向催化转化,针对升级路径中的烷基化反应和加氢脱氧反应,本工作分别设计并制备了 Ni/CaMgO和Ni/MgSiO催化剂。基于Ni和Mg能形成固溶物的特征,有效实现了高分散Ni纳米颗粒的制备,提高了催化剂的活性和稳定性:烷基化反应过程在240℃,反应24 h后,转化率为94.2%,C8～C15的酮和醇的选择性可达63.9%,明显高于文献报道值;加氢脱氧过程则在190℃,1 MPa条件下可将上一步得到的混合物完全转化为相应的烷烃。并且该过程可通过调节ABE发酵液的组成实现航空煤油和汽油的高选择性制备。此外,关于催化剂结构与催化活性关系的研究证实了 Ni/MgSiO在加氢脱氧过程中出色的反应性能可能归因于Ni0金属位点和强酸位点(As)之间的协同催化作用。综上,本论文的研究内容展现了以下优势:(1)将废弃的生物质资源高选择性升级为生物燃料,实现了废弃物的资源化利用;(2)用非贵金属Ni代替贵金属Pd,有效降低了催化剂的成本,为催化剂的工业化应用奠定基础;(3)在温和条件下高效完成加氢脱氧过程,符合“绿色、可持续”的发展理念。本工作不仅为生物燃料的生产开辟了新的可能,而且为新型高效非均相催化剂的理性设计提供新思路。