木质素是一种无定型三维网状芳香类高聚物,为自然界中唯一可再生的芳香化合物。对木质素进行定向催化氧化,可以得到芳香酮、醛、酸等物质,用作重要的化工中间体和平台分子。目前,对苯二甲酸作为工业生产聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的主要来源,主要通过氧化石油裂解得到的对二甲苯来获取。在石油煤炭资源紧张和环境污染高发的背景下,以木质素为原料制备芳香酸,具有绿色、可再生和价廉易得等优势。催化剂是实现木质素定向解聚的关键。目前木质素的定向氧化催化剂主要包括金属配合物、贵金属单质、酸、碱及金属氧化物等几类。其中,氧化铈因其优异性能得到了广泛关注。然而,已有的相关研究报道主要以其作为载体进行,目前还没有其作为催化剂的深入研究与应用。本文通过实验表明:不同形貌的纳米氧化铈可直接作为催化剂定向催化氧化木质素,并在过程中表现出明显的构效关系,得到芳香酸及其甲酯等产物。本文首先制备了棒状、球状、四方体,八面体四种不同形貌的纳米氧化铈,其次合成了β-O-4键型的木质素模型分子,分别研究了氧化铈的形貌对模型分子的催化氧化规律,分析得到了纳米氧化铈的构效关系,即:纳米棒、纳米球氧化铈优先催化断裂C-C键;纳米八面体和纳米四方体氧化铈优先催化断裂C-O键。八面体氧化铈对芳香化合物的选择性最高。最后,以八面体纳米氧化铈为催化剂,研究了其对真实木质素的催化氧化过程。通过催化氧化乙醇木质素,对棉杆木质素进行催化氧化,直接制备得到了芳香酸及其甲酯,并初步探讨了其机理。本文通过对纳米氧化铈催化氧化木质素及其模型分子的应用研究,初步实现了直接催化棉杆有机溶剂木质素制备芳香酸及其甲酯的目的,为聚酯单体的绿色环保生产方法提供了新的思路,也为解决新疆棉杆资源化利用的瓶颈问题提供了新方法。