生物质不仅可以转化为液体燃料,还可以用于制备高附加值的化学品。左旋葡聚糖(LG)和左旋葡萄糖酮(LGO)是两类重要的糖苷类化合物,在医疗和精细化工领域有较高的应用价值。目前制备这两类化学品主要通过化学合成的方法,需要借助难度极大的环化氧化反应等,过程复杂。由于生物质天然含氧,可用于高效制备含氧化学品,简化制备工艺流程。本项工作以获得高产率的LG和LGO为目的,重点研究了选择性热解制备LG和LGO方法,首先在Py-GC/MS上筛选原料与催化剂,探究预处理方式,其次进行了固定床快速热解制备化学品的实验,进行产物收集,考察多项影响因素,揭示反应转化机理,并以此为依据制备新型催化剂,得到如下有价值的结论:利用热裂解色谱质谱联用仪(Py-GC/MS)进行选择性快速热解实验,使用了不同的催化剂浸渍处理纤维素,进行催化剂优选,探究了催化剂浸渍浓度、方式对LG和LGO的影响,归纳获得最佳的催化热解条件。结果表明,弱酸可以促进纤维素热解生成LG,10%乙酸催化下LG选择性达到最佳值87.6%。硫酸和磷酸等中强酸会促进生成LGO,10%磷酸催化下获得LGO最高选择性为61.8%。酸预处理浓度越高,脱水能力也越强,生成LGO的选择性越高。在预处理过程进行热处理,可以进一步提升LGO的选择性,5%的磷酸预处理后获得了 82.6%的LGO最高选择性。除了酸催化剂之外,硫酸盐也会促进纤维素热解生成LGO,其中阴离子S042-起到了关键性的作用。进行了纤维素固定床催化热解制备LG和LGO的实验研究,考察了热解炭、温度等多项影响因素,对比了多种催化剂和催化模式,归纳热解反应规律,揭示了催化转化机理。热解过程中适量的热解炭会促进LG和LGO生成,但是过量的炭会堵塞孔道,导致产量骤减。较低的热解温度适宜生产LGO,磷酸催化下制备LGO最佳反应温度为270℃,此时最佳选择性和产率分别为77.67%和1.98wt%。对比了多种酸催化剂和金属盐催化剂,发现均可以促进LGO生成,原位催化普遍比非原位催化具有更好的催化效果,在Fe2(S04)3原位催化下获得LGO最佳产率2.65wt%。获得纤维素热解生成LG和LGO的机理,未催化时在热作用下纤维素糖苷键直接断裂转化为LG;而在较低热解温度下催化热解,脱水反应优先发生,纤维素转化为LGO前驱体,再经过烯醇互变和脱水等反应转化为LGO。同时纤维素内部不断发生开环断键,生成了糠醛等小分子产物。纤维素转化生成LG或LGO是两条竞争途径,热解炭对两条竞争途径具有重要的影响。利用纤维素热解炭和硫酸制备炭基固体酸催化剂,应用于生物质催化热解,表征并测试其性能,结果显示其具有良好效果,可高效制备LGO。炭基固体酸催化剂对纤维素和木材原料均有较好的催化效果,300℃时催化纤维素和松木热解得到LGO选择性为46.1%和48.7%。对比液体硫酸和炭基固体酸的催化效果,发现液体硫酸可以明显提升LGO选择性至59.1%,炭基固体酸能够显著提高LGO产率至1.12 wt%。炭基固体酸催化剂具有易于回收、价格低廉、绿色环保等优点,具有推广价值。