乙酰丙酸可应用于医药中间体、香料原料、涂料添加剂、生物基材料及合成生物燃料等众多领域,应用前景广阔。目前乙酰丙酸可通过水解生物质资源获得,通常在离子液体和液体酸催化体系下进行,存在处理工艺复杂、设备要求高及分离困难等问题。对利用固体酸催化剂体系进行生物质的研究备受关注,但反应过程复杂,涉及水解、异构、脱水及重排等中间环节,且固体酸催化剂上仍然存在原料利用率低和乙酰丙酸生成难等问题。本论文实验选择生物质基葡萄糖为原料,旨在探讨葡萄糖异构化制取果糖和果糖脱水等关键过程,制备了固体碱催化剂和酸分子筛催化剂,并建立催化剂结构与催化性能之间的构效关联,具体研究内容如下:(1)通过浸渍法制备了Mg O/Na Y固体碱催化剂,考察了催化剂制备工艺对催化剂结构和碱活性位含量的影响,并对葡萄糖异构化反应的关键参数(反应温度、反应时间、糖浓度等)进行优化,在100℃下反应2小时,10%Mg O/Na Y催化剂上表现出较好的催化性能,果糖选择性达到67.3%,果糖收率达到33.8%。(2)利用天然凹土作为固体碱催化剂,通过对凹土进行热处理,研究了催化剂在热环境下表面结构基团和碱活性位含量的变化,以及对葡萄糖异构化的影响,在100℃下反应2小时,经过500℃热处理的凹土表现出较好的催化性能,果糖选择性达到77.9%,果糖收率达到20.6%。(3)通过酸性分子筛和Lewis酸催化剂的耦合,研究了催化剂结构和酸位对果糖脱水制取乙酰丙酸的影响,在160℃下反应3小时,5%BRR2RRORR3RR/Hβ固体酸催化剂表现出较好的催化性能,果糖基本全部转化,乙酰丙酸收率达到63.4%,其催化活性要优于所选择的均相Lewis酸催化剂。