木质素作为一种富含芳香单元的天然资源,可以用来替代由不可再生石油生产的芳香烃。本文围绕木质素及其模型化合物催化转化为芳香化合物展开研究,设计了催化氧化及催化氢解木质素模型分子（二聚体β-O-4型）生成芳香单体的反应路径;设计了温和条件下氧化和液相重整还原木质素的催化剂,以及两步法解聚木质素的策略。本论文的内容包括以下几个部分:（一）温和条件下,木质素及其模型分子催化转化为芳香单体在第三章中,设计制备出负载有金纳米颗粒（平均颗粒大小约为5nm）的CeO₂多相催化剂（Au/CeO₂）。进一步的实验表明,Au/CeO₂多相催化剂在较温和的条件下,便可以将木质素模型分子2-苯氧基-1-苯乙醇（简称PP-ol）解聚为苯酚、苯甲酸甲酯和一些缩醛类物质。使用TEM、SEM、XRD、BET和XPS等材料表征方法对Au/CeO₂的形貌、结构与组成进行测试与分析。结合以上测试表征结果对催化剂进行构效分析,并进一步推测PP-ol催化解聚的反应机理。（1）首先对模型分子PP-ol的氧化解聚进行评价实验,筛选出CeO₂作为最佳的催化剂载体,随后将这条反应路径应用到其他木质素模型分子。测试结果表明,含有甲氧基（CH₃O-）基团的木质素模型分子具有更高的催化解聚转化率。进一步分析发现,给电子基团（如CH3O-）的存在弱化了木质素有机结构中的β-O-4链接,促进了木质素的解聚,有利于芳族化合物的形成。。（2）此外,针对Au/CeO₂催化剂中贵金属Au的最佳负载量,本文也进行了丰富的实验研究。结果表明,Au负载量为0.88 wt.%时催化效果达到最佳。（3）在Au/CeO₂催化体系中,以甲醇作为溶剂在180℃下对木质素催化解聚4小时,最终得到香兰素、香草酸甲酯以及丁香酸甲酯并且其相应的单体收率分别为10.5 wt.%、6.8 wt.%和 3.4 wt.%。（4）对反应路径和催化剂性能评价方法进行了创新,而且还对这个反应路径中关键反应步骤及机理进行了研究。首先,分子氧通过带负电的金纳米颗粒被活化而形成一种过氧化物或超氧化物,进而活化C-H键。随后,氧化过程通过一系列去质子和消除步骤来完成,即被吸附的分子O₂从Au/CeO₂中获得电子,生成Au/CeO₂-O₂·-,然后与PP-ol反应形成2-苯氧基-1-苯乙酮（简称PP-one）。（二）设计开发廉价、稳定和高效非贵金属的催化剂用于木质素选择性加氢在第四章中,对作为活性位点的不同稀土氧化物进行了一系列的循环测试与表征。结果表明:碳负载氧化铈是提高产物芳烃选择性和稳定性的最佳催化剂,同时CeO₂/C表现出了最高的反应活性。一方面由于CeO₂/C的高表面效应,提高了有效的传质过程。（1）在木质素及其模型化合物的转化中探索了两步策略,考虑到β-O-4酮比β-O-4醇的C_β-O键能低约40-50kJ/mol,所以将β-O-4醇的C_α-OH预氧化为C_α=O可以更容易实现木质素解聚。通过随后的C_β-O-ph醚键加氢过程,发现CeO₂/C催化剂在惰性气体氛围下可以实现C_β-O-ph醚键的选择性还原裂解。并且适用于多种取代的C_β-O-ph醚键化合物,同样表现出高活性与选择性。（2）同时对不同来源木质素（松木、棉杆、桦木和杨木）的温和酸解也展开了研究。结果表明:在此催化体系下碳平衡维持在95%左右,且表现出高的单体产率;不同来源的木质素表现出不同产率,总单体产率达到12.1-32.6wt.%。通过对反应温度、溶剂体系和反应时间的变化分别作出讨论,发现在甲醇体系中随着反应时间的延长、反应温度的提高,单体产率都是先升高再下降。并且在反应时间达到6个小时后,不饱和芳香化合物表现出了最高的选择性。（3）针对复杂的木质素体系采用了 FT-IR、GPC和GC-MS对木质素的结构、分子量和产物定性做具体分析。通过对木质素及其模型的评价实验,分析出木质素的反应途径,为后续木质素产品的升级提供参考。