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负载型催化剂因具有易从反应体系中分离回收和重复使用,易于产物分离纯化且对环境影响小等优点,受到了人们的重视。近年来,探究廉价易得的新型载体材料,用于负载催化,以期反应获得更高活性和选择性的研究备受化学工作者关注。本文基于“绿色化学”的理念,从开发新型、高效、经济、环保的催化体系出发,通过载体骨架与催化剂结构的调控,设计和开发了一系列聚合物纤维负载型小分子及金属配合物催化剂,并在一些精细化学品合成以及生物质、CO2的高效转化方面开展了催化应用研究。超高性能纤维聚苯硫醚（PPS）耐酸性能优异,其高分子链上所包含的大量苯环骨架,可作为磺化反应的修饰位点进行有效负载。在本文的第2章,我们通过氯磺化,水解反应,合成了一种磺酸功能化的纤维催化剂,并将其用于生物质组分催化转化为平台化合物乙酰丙酸甲酯（ML）的反应。以果糖为基质,经过系统的条件优化,其转化为ML的收率可达70%,且该体系可有效的模拟转框催化反应器,并对其它七种生物质组分包括羟甲基糠醛、糠醇、葡萄糖、蔗糖、菊粉、淀粉和微晶纤维素等均具有较好的催化效果,ML收率达52-96%。聚丙烯腈纤维（PANF）的高分子链上含大量的氰基和甲氧羰基,使得其很容易通过氨化修饰开展负载。在本文的3到8章,我们首先利用N-（3-氨丙基）咪唑对PANF进行咪唑功能化,进而与卤化物鎓盐化,得到了5种PANF负载的咪唑鎓盐催化剂,并在CO2与环氧化合物的环加成反应中检验其性能,结果显示,PANF负载的3-羧乙基咪唑溴化铵催化性能最为优异,模拟转框催化反应器,以81-99%的收率,合成了6种环碳酸酯类化合物,且催化剂循环使用21次,产物收率未见明显降低;随后,分别以N,N-二甲基-1,3-丙二胺和三乙烯四胺为氨化试剂,经两次氨化反应,制备了兼具伯胺、仲胺和叔胺基团的纤维负载有机碱催化剂,进而在Knoevenagel缩合反应中证实了其在水中及其它不同类型溶剂中的普适性,并以接近定量的收率合成了一系列α,β-不饱和化合物;紧接着,利用多乙烯多胺功能化纤维经盐化、中和、季铵化反应,制备了PANF负载多级季铵盐的相转移催化剂,并在转框反应器中验证了其在水相亲核取代反应中突出的相转移催化性能;在此基础上,我们还利用多胺功能化纤维与金属铁、铜盐的配位性能,制备了系列纤维负载金属配合物催化剂。其中,简易合成的多胺功能化纤维与铁盐络合,制备的纤维负载Fe（III）配合物催化剂作为负载型Lewis酸,在三组分Biginelli反应中表现出了优异的催化性能和应用性能,以81-94%的收率合成了一系列3,4-二氢嘧啶-2-酮类化合物;此外,由多胺功能化纤维制备多级叔胺功能化纤维,并将其与铜盐络合制备的纤维负载铜配合物催化剂,可用于水相中“点击化学”CuAAC反应,明确了长链linker效应,以及纤维载体上的相转移活性和铜催化的多功能协同作用,在催化剂用量仅为1mol%时,该反应15 min内亦可完成,而且该催化体系可有效的模拟转框催化反应器,具有产物收率高、后处理工艺简捷的优点;最后,利用前期制备的纤维负载多级季铵盐,进而在纤维表层构筑多级季铵盐-铜配合物,阐明了阴离子配位的负载模式,避免了纤维-铜配合物催化剂叔胺基团易与卤代烃和酸反应造成的铜流失,并将其用于催化端炔参与的偶联和环加成反应中,发现其在不同类型溶剂如极性非质子溶剂乙酸乙酯、非极性溶剂甲苯、极性质子溶剂水中,温和条件下,可分别高效催化Glaser偶联反应（收率83-99%）、A3偶联反应（收率81-94%）以及“点击化学”CuAAC反应（收率82-98%）,显示了较好的催化剂适用性,而且还表现出了优异的循环使用性能。通过对上述纤维负载小分子催化剂如磺酸、咪唑鎓盐、有机胺和季铵盐以及纤维负载金属铁、铜配合物催化剂,各阶段纤维试样的表征及催化性能的研究,充分验证了所设计纤维催化剂制备方法的可靠性和催化应用的稳定性。与已报道的研究结果相比,其温和的反应条件、突出的循环使用性能、简便的后处理操作、有效的体系放大以及转框式反应器里的应用,显示了纤维负载型催化剂较好的工业应用潜质,为连续化工业生产提供了新途径。