本文采用新颖的规整结构纳米碳纤维作为催化剂的载体，设计了一种应用于山梨醇氢解反应的高性能结构催化剂Ru/CNF/GF。通过控制和优化CNF/GF复合材料的织构与表面化学性能、催化剂的制备方法，探讨了影响Ru催化剂活性的因素。将催化与工程相结合，设计了一种新型的搅拌式反应器，考察了传质对山梨醇氢解反应的影响。本文制备的Ru/CNF/GF催化剂在山梨醇氢解反应中表现出优异的催化性能，山梨醇的转化率为41％，而主要目标产物乙二醇、1,2-丙二醇、甘油的总选择性为79％。研究工作主要取得以下有意义的结果：　　 (1)化学气相沉淀法制备的CNF/GF复合材料具备典型的中孔结构、较大的比表面积(48～72m2/g)、很高的热稳定性和磨损强度，是一种新颖的多尺度结构化的纳米碳纤维材料，非常适合用作催化剂的载体；GF预处理条件对CNF生长量影响不大，但是可以大幅度地提高复合材料的比表面积；CNF的生长温度和生长时间是影响CNF产量的关键因素，复合材料的织构等物理参数随着CNF相对生长量的增加而增加。　　 (2)研究了各种工程参数对搅拌桨式反应器中气液传质的影响，发现搅拌速率的提高、复合材料厚度的降低均可以增加CNF/GF复合材料中的气液传质速率，提高山梨醇的转化率，但同时使得目标产物的选择性有所下降；CNF产量的增加使得传质距离增加，会导致同样的结果。因此CNF的生长量、复合材料的厚度及搅拌速率必须控制在一个合适的范围内，以获得最佳的传质效果。　　 (3)考察了不同液相氧化处理对CNF/GF复合材料物理及化学性质的修饰作用，发现氧化处理使得CNF层的结构和形貌发生很大改变，有断裂和堆积现象发生，但同时亦大大提高了CNF/GF的比表面积；通过CO化学吸附、XRD、TEM等表征手段，发现等量浸渍法可以制备较高分散度的Ru/CNF/GF催化剂，Ru颗粒的粒径为1～2nm，温和的氧化处理可以提高Ru/CNF/GF催化剂的活性，而随着氧化强度的增加，相应的Ru催化剂的活性随之下降。　　 (4)采用胶体法制备了均匀分布的高分散度的结构Ru催化剂。研究发现提高还原温度、增加RuCl3溶液浓度、选择还原性强的溶剂及降低保护剂浓度均可提高Ru3+的还原速率，使得Ru胶体粒径增大，Ru3+的还原速率是Ru胶体粒径及其分布的决定性因素；Ru的负载率主要取决于负载方式，RuCl3和载体一起加入的方式可以制备高负载率的Ru催化剂，无论以PVP或醋酸根离子作保护剂。胶体法制备的结构Ru催化剂活性较浸渍法有明显提高，山梨醇的转化率为45.72％，三种主要产物总选择性为71.23％，而保护剂PVP的存在会严重影响Ru催化剂的活性。