近年来，伴随着传统重工业化的飞速发展，地球上的化石能源的大量消耗而导致了能源危机的加剧，以及生态环境不断恶化的问题，因此，利用自然界中储存丰富的可再生资源去加速开发新型的绿色可再生新能源成为科学研究学者们的重点课题项目。其中，5-乙氧基甲基糠醛(5-Ethoxymethylfurfural,EMF)是一种重要的，高能量密度的新一代绿色液体生物燃料和柴油添加剂，因此，被公认为是潜在的绿色环保替代燃料。而利用廉价的糖类物质在乙醇体系中，通过酸催化剂催化，使其发生水解、醚化反应而得到EMF，是生物质资源化利用的一种非常有潜力的途径，且具有原料廉价、来源广泛、工艺过程简单等优点。然而，目前所报道的传统的催化剂皆以均相催化剂为主，尽管可以催化生物质高产率制备EMF，但这些均相催化剂极易溶于液相反应体系，难以分离回收，且易腐蚀设备的缺点极大的限制了其在工业中的实际应用。另外，大部分报导的非均相催化剂都以固体粉末材料为主，且得到的EMF产率都比较低，这可能是因为固体粉末材料易于团聚，比表面积小，反应物难以与活性位点接触引起的。基于此背景，在保证EMF的高产率情况下，本文旨在研究制备出一种新型的低成本，高产率，高选择性的模块化非均相催化膜，用于催化廉价易得的果糖或葡萄糖合成绿色液体生物燃料EMF。为今后以经济环保的方式实现大规模高效生产EMF具有重大意义。
　　本文主要是先利用生物质废弃油茶果壳为主要原料，通过简单水热碳化制备出一种高品质，高稳定性的芳香碳微球，再结合一种高分子聚合物PVDF材料，通过相转化法，成功制备出一种模块化非均相PVDF酸催化膜。最后在膜的表面上和内部孔结构中以化学键形式连接了Br?nsted酸或Lewis酸，则可成功制备出相应的新型模块化非均相酸催化膜。具体研究内容如下：
　　首先，利用生物质废弃油茶果壳和高分子聚合物PVDF粉末为原料，通过简单水热-相转化-磺化工艺成功制备出一种模块化非均相Br?nsted酸催化膜(BCMSs-SO3H@PVDF)。然后，将其应用在乙醇相体系下加热催化果糖制备绿色液体生物燃料EMF。研究结果得出，这种模块化非均相Br?nsted酸催化膜上的大部分碳微球被包裹于膜的孔内，且由于膜内有大量海绵状的大孔结构特点，使得催化膜上的酸性位点可以高效的与反应底物分子接触，从而促进了催化效率。另外，还对催化膜的制备以及催化反应的最佳条件进行了探索，结果表明，最优条件为膜表面碳微球负载量为1.0g，膜的厚度为400μm，致孔剂量为0g，磺化时间为4h时，催化反应温度为100℃，催化时间为36h，得到的EMF的产率最高为81.99％。
　　虽然以果糖为原料所得到的EMF产率较高，但由于果糖的价格还是较为昂贵，仍使得其在难以工业上大量生产，因此，在前面工作的基础之上，继续进行深入探索，选择更为廉价、易得的葡萄糖作为反应底物用于合成EMF。首先，我们利用在先前工作中制备好了的模块化非均相Br?nsted酸催化膜，利用其表面的磺酸基(-SO3H)，将具有Lewis酸酸性位点的Cr(OH)3粉末通过简单的浸渍法负载到其表面，从而成功制备出一种模块化非均相Lewis酸催化膜，再结合模块化非均相Br?nsted酸催化膜形成组合催化膜，通过一锅两步法协同催化葡萄糖转化为绿色液体生物燃料EMF。随后，对这种模块化非均相Lewis酸催化膜的最佳制备条件进行了探索，发现Cr(OH)3的负载过程中，在温度为60℃，乙酸的滴加量为1ml的条件下，可得到的EMF产率为23.58％。