本文首先制备了枝状氨基改性介孔纳米硅球(HPSNs-NH2)作为Pt纳米颗粒的载体,该载体具有粒径均一,形貌良好,比表面积大的特点,使纳米Pt催化剂分散更加均匀,催化更加高效。研究发现使用水、乙醇、乙醚作为助溶剂,CTAB作为表面活性剂,氨水作为催化剂、TEOS作为硅源、加入APES,制备了盐酸使用量为15ml、乙醇120ml,硅球结构保持良好,模板去除完全。在成功制备了比表面积大、适合负载Pt纳米颗粒的HPSNs-NH2载体后,我们使用柠檬酸钠法和硼氢化钠法两种方法分别进行了 Pt纳米颗粒的负载,成功得到了两种不同粒径结果的HPSNS-NH2@Pt。为了进一步增强HPSNS-NH2@Pt对HMF的转化率及FDCA的收率,我们在HPSNs-NH2@Pt表面包裹了一层锆金属框架,制备了 Zr-HPSNs-NH2@Pt催化剂。为了进一步增加载体的比表面积及有效成分比例,我们使用氢氧化钠溶液进一步去除硅球结构得到具有空心球壳结构的KX_Zr-HPSNs-NH2@Pt催化剂。最后我们对KX_Zr-HPSNs-NH2@Pt在不同反应条件下对HMF催化氧化制备FDCA反应的影响进行了研究,发现在70℃、摩尔比NaOH/HMF=2、10ml 水作为溶剂、HMF=0.5mmol、25mg Zr-HPSNs-NH2@Pt,反应 12h,HMF转化率达到了 100%,FDCA收率达到98.3%。KX_Zr-HPSNs-NH2@Pt重复催化5次后,HMF的转化率和对FDCA的选择性只下降了2%,表现出良好的稳定性。通过对反应物及产物的每小时的转化率研究发现,HMF碱性条件下需氧氧化为FDCA的反应路径:先将HMF的醛基氧化为羧基,生成5-羟甲基-2-呋喃甲酸(HMFCA)。再将醇侧链氧化为醛基,生成5-甲酰基-2-呋喃甲酸(FFCA)。最后将醛基氧化为羧基,生成目标产物2,5-呋喃二甲酸(FDCA)。