由于生产乳酸的原料来源广泛、成本低廉,其下游产品种类丰富。因此利用生物基乳酸合成一系列高附加值的化学品,将是一条替代传统化石能源路线的理想选择。对乳酸下游产品的开发与利用,不仅对生物资源进行有效利用,同时也有着重要的学术意义和应用价值。因此,本论文从基于乳酸缩合制2,3-戊二酮反应的催化剂及工艺研究,根据乳酸缩合反应的特点—酸碱协同催化,设计并制备出一系列高效稳定的催化剂。论文首先制备了介孔—大孔TiPO载体负载碱金属硝酸盐催化剂。通过改变TiPO载体的比表面积、载体的晶型从而改变其负载效果,对负载后的催化剂通过改变碱金属离子（Na、K、Rb、Cs）和负载量调控表面酸碱性。通过探究发现,表面酸碱基对乳酸缩合反应的活性位点是必需的,这种碱基可以通过不同的负载量来调节,其中Lewis酸性中心起着重要的作用。该催化剂具有较好的多孔结构,有利于乳酸的快速向活性中心扩散。产物由于传质阻力相对较低,可迅速离开活性部位。因此,该催化剂具有良好的活性以及较高的稳定性。其次,制备了具有层状结构的AlPO载体和钙钛矿BaTiO载体负载碱金属硝酸盐催化剂。分别对载体的制备方法以及负载物进行了探究,旨在于筛选出具有高效且稳定的催化乳酸缩合制备2,3-戊二酮的优良催化剂。对所有催化的催化反应机理分析发现,碱金属硝酸盐会首先与乳酸反应,将NO₃^-脱去并和碱金属离子结合生成乳酸盐,然后乳酸盐再协同载体与乳酸反应将其缩合生成2,3-戊二酮。这也就是催化剂在最初的几个小时内活性较低的原因。由于乳酸盐的一直存在,这也是为什么催化剂具有较佳的稳定性（连续反应约100 h）。同时对于碱金属硝酸盐用于乳酸缩合制备2,3-戊二酮的反应加深了理解。最后,对乳酸缩合制备2,3-戊二酮的反应工艺条件进行探究。确定了在比文献报道更低的反应温度（270 ^oC）条件下,催化剂能够达到最优活性。由于乳酸转化为2,3-戊二酮的反应为二级反应,因此2,3-戊二酮的选择性随乳酸浓度的增加而增加。在270 ^oC反应温度条件下,提高乳酸进料量可以降低外扩散阻力,从而提高了反应速率。