生物质是自然界中最重要的可再生资源,随着不可再生化石资源的逐渐减少,生物质作为未来可替代能源与化学品的原料,如何将其转化成有价值的化学物质或低价清洁的燃料,是目前绿色化学研究界关注的主要问题。作为细胞壁的主要成分,纤维素主要是通过植物的光合作用合成,是自然界中最丰富的天然生物质大分子资源,和其它糖类相比,它的转化不与人类食物链构成竞争;甲壳素作为自然界第二大生物质资源,天然可再生,也具有极好的利用价值。目前,纤维素和甲壳素的水热降解主要目的分别是制备高附加值小分子化合物或荧光碳点,仍尚未出现对这两者产物同时进行考察的相关研究。而且由于纤维素和甲壳素较难溶解,关于它们的水热转化研究大都是在固液异相体系中进行,往往存在收率和原料利用率偏低等缺点。因此,基于以上问题,本论文选用微晶纤维素和甲壳素作为主体原料,分别进行了以下研究。首先研究了均相纤维素溶液在水热反应中的转化情况,通过高效液相色谱仪分析得到反应液中存在甲酸、乳酸、醋酸等小分子有机酸,同时也发现荧光物质碳量子点的存在,实验主要考察不同反应条件(温度、时间、浓度)对反应产物的收率等方面的影响,以此达到优化实验条件和最大利用率的目的。基于以上研究,我们考虑以结构类似的含氮生物质材料-甲壳素作为原料,并成功的将其溶解于碱性溶液中,形成均相甲壳素溶液,并研究了其在不同反应条件下的降解程度以及乳酸、丙二酸等具有价值的小分子有机物的收率随反应条件的变化情况。上面两个研究中,除了对不同反应条件反应液中小分子酸的定量分析,还通过冷冻干燥的方法从中得到具有荧光性质的碳点粉末,并对所得碳点做了结构成分表征(TEM、XPS、FT-IR)和光学性质研究(UV-Vis、FL)等,由于它的荧光强度在酸性环境较为稳定,具有良好的pH依赖性和对铁离子具有极好的选择性,在检测铁离子浓度方面具有很好的应用前景。总的来说,本论文概述了纤维素和甲壳素以均相水溶液的形式降解为小分子有机酸和荧光碳点的全图,为更好地利用生物质资源提供了一个良好的基础。