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化学工业已成为现代社会经济发展的重要基础之一，但其原料主要来源于石油、煤炭等传统化石资源，具有明显资源依赖性。另外，化石资源本身的不可生物降解特性使得由它们而来的众多化学合成品在使用完后成为环境污染的重要来源。严峻的化石资源供应和严重的环境污染问题，迫使人类去寻找能够代替或者补充目前的能源格局的新型资源，目前生物质资源被认为是替代化石资源的最佳选择。而从生物质糖醇平台化合物转化为化学品和燃料与传统石化技术具有很大的兼容性和环境友好性，得到国内外广泛的关注。生物质原料含氧量较大，表现为多功能性、低热稳定性及天然亲水性。基于此，水相催化转化被认为是生物质化工最有前景的一种转化途径。但是，作为生物质糖醇制备生物汽油的核心技术，生物质水相催化反应过程复杂，研究历史短，关于反应机理和催化机理目前没有统一的认识。而且，目前开发的催化剂存在很多问题尚未解决，比如催化剂的水热稳定性能、金属/酸催化活性中心的协同作用调配、孔道结构对糖醇水相催化反应活性和产物分布的影响等。这些问题导致了催化剂开发过程中的盲目性和经验性。 本论文旨在以山梨醇为主的糖醇为模型化合物，研究不同孔道结构的金属/酸催化剂的糖醇加氢脱氧(Hydrodeoxygenation，HDO)制备生物汽油的反应性能。论文首先从分子筛催化剂出发，分别通过大孔硅胶(Silica gel，SG)和介孔分子筛(SBA-15)修饰ZSM-5，实现生物质糖醇大分子到生物汽油组分的转变，探索了长链烷烃、芳环烃等生物汽油组分的生成机理，研究了孔道结构对产物分布的影响;然后，以水热稳定性能优异的多孔椰壳碳为载体，通过Ru/C与液体酸催化体系以及RuMo/C固体酸催化剂分别实现了生物质糖醇到C5/C6类生物汽油轻烃组分的转化。本研究侧重于从催化层面认识催化反应，揭示糖醇HDO反应性能与催化作用基础之间的内在关系，并结合相应的表征方法，对催化剂的组成、结构性质、还原行为、吸附性能和物相变化等进行研究。 论文第一章主要对从生物质糖醇制备生物汽油的研究背景进行了介绍，包括生物汽油的意义和转化路径、生物质制备糖醇的技术、糖醇水相催化制备生物汽油技术的国内外现状及存在的问题。论文第二章主要介绍了本论文的实验原料、实验装置、反应流程、产物分析方法、催化剂表征手段等实验方法。 论文第三章主要考察了大孔与微孔复合载体负载金属催化剂Ni-HZSM-5/SG的孔道结构以及性能。通过大孔硅胶(SG，孔径分布20-120nm)与微孔分子筛HZSM-5混合制备Ni-HZSM-5/SG，该催化剂在糖醇转化实验中表现出良好的催化活性，反应不仅得到轻质烷烃为主的气相产物，还得到以C5-C12的长链烷烃为主的油相产物(46.9％)，其中油相产物热值(37.9MJ/Kg)较高。首先，本章围绕催化剂的孔道结构和酸碱性进行了N2物理吸附、XRD、SEM、TEM、NH3-TPD等系列表征分析。其次，本章对比HZSM-5、Ni-HZSM-5和Ni-HZSM-5/SG催化剂的反应性能，探索了金属和酸在加氢脱氧反应中的协同作用。最后，本章就催化剂的反应条件、寿命和孔径大小等影响做了相应的考察和分析，旨在对催化剂的水热稳定性能和催化机理进行探究和评估。 论文第四章主要研究了微介孔分子筛载体负载金属催化剂Ni-HZSM-5/SBA-15催化转化糖醇制备生物汽油。其中介孔分子筛SBA-15的孔径约为5.0nm(孔径分布:4-6nm)，具有均一的孔道结构，孔壁较厚，能耐高温水热反应环境，大孔道也有利于大分子尺寸的生物质糖醇分子的传质扩散。实验结果表明该催化剂能够较好的提高山梨醇水相芳构化性能，得到生物汽油产率是40.4％，其中芳环烃含量为80.0％。同时，本章结合XRD、SEM、TEM、N2物理吸附、NH3-TPD、Py-IR等表征分析手段，研究了Ni-HZSM-5/SBA-15催化剂的孔道结构和性能。其次，就催化剂的反应条件、寿命等对其影响做了相应的考察和分析。最后，针对反应产物分布，本章提出了该催化反应中糖醇芳构化的机理。 论文第五章详细研究了多级孔Ru/C与液体酸催化体系的协同作用和反应性能。本章以改性活性炭载体负载金属Ru作为催化剂，通入酸化的糖醇溶液，实现酸性生物质糖醇到生物汽油的转化。首先以Ru/C+H3PO4催化体系为研究对象，通过糖醇反应的气相产物分布的TOS变化解释反应机理，即在反应中C-C键裂解反应逐渐被抑制，产物中甲烷含量从80.0％降低到10.6％，而C5/C6选择性从0.0％上升到80.7％，从而保留了原料中的59.0％的C-C键在目标产物。接着本章通过单纯的Ru/C催化剂和Ru/C+H3PO4催化体系的对比实验进一步验证猜想，即表现出双重功能，一方面作为酸性活性中心参与脱水反应，另一方面对金属Ru产生影响，抑制其金属性。 论文第六章详细研究了多级孔RuMo/C固体酸催化剂的结构与性能。本章采用多级孔RuMo/C固体酸催化剂实现糖醇到生物汽油的转化，发现该催化剂能够实现HDO反应中高选择性的C-O/C-C键断裂，得到最高C5/C6收率为74.2％。因此，研究首先针对不同载体预处理进行了考察，发现通过磷酸和去离子水预处理后载体制备的RuMo/C-P和RuMo/C催化性能最佳，并以它们为研究对象，结合多种催化剂表征手段(N2物理吸附、Bohem滴定、XRD、TEM、CO-TPD、H2-TPD、XPS、NH3-TPD、Py-IR等)探索RuMo/C固体酸催化剂的孔道结构、化学性质以及催化性能的影响及其原因。 论文第七章主要是对全文研究工作进行了总结。为了深入了解生物质糖醇制备生物汽油的水相催化剂的孔道结构特性、水热稳定性、金属/酸协同催化机理及其在糖醇HDO反应中的催化机理，论文对今后的研究工作进行了建议和展望。