能源是人类社会赖以生存和发展的物质基础。近年来,随着化石燃料的日益枯竭、国际油价的持续升高及大气环境的不断恶化,生物质能源的开发利用正逐渐引起各国政府和学者的重视。动植物油脂主要是由一分子甘油和三分子分别含有8-22个碳原子的长链脂肪酸形成的甘油三酯化合物,这类化合物在自然界中广泛存在、来源丰富、能量密度高,属可再生资源。但是由于动植物油脂存在含氧量高、粘度大、挥发性差、不稳定、不易存储等缺点,因此不适合直接用作内燃机燃料,必须通过适当的方法进行提质。柴油主要是由含10-22个碳原子的烷烃、烯烃、环烷烃等组成的烃类混合物,燃烧热值高,是重型设备的优良燃料。鉴于动植物油脂和柴油在结构组成上的共同特点(均含有长的碳链部分),将动植物油脂通过脱羧、脱羰、加氢脱氧等方式转变为烃类化合物即可得到清洁的可再生柴油组分。本论文以植物油高选择性脱氧制备柴油类烃为目标对一系列钯基催化剂和碳化铝基催化剂的合成、表征、活性测试及脱氧反应机理进行了研究,主要研究结果如下：(1)以Pd/BaSO4作为催化剂、硬脂酸甲酯作为模型化合物,通过对反应温度、反应气氛、初始氢压及溶剂用量的考察表明惰性载体负载的Pd基催化剂对于高级脂肪酸酯的脱氧反应具有高的催化活性和脱羰产物选择性。反应过程中Pd纳米颗粒的团聚和长大会导致Pd/BaSO4催化剂失活。(2)采用胶体合成策略,以PVP作为保护剂,通过液相还原法合成了单分散的、颗粒尺寸分布均匀的钯纳米粒子；然后通过吸附的方式将其负载到硫酸钡载体表面得到了高活性、高选择性的PdNP/BaSO4催化剂。该合成方法是对传统Rosenmund催化剂制备技术的重大改进。与传统Rosenmund催化剂相比,PVP对Pd纳米粒子的保护作用可以有效抑制Pd颗粒在反应过程中的团聚,因此在脂肪酸酯脱氧实验中PdNP/BaSO4催化剂在连续使用六次后无失活现象。首次将PdNP/BaSO4催化剂应用于植物油脱氧制备柴油类烃的反应,实验结果表明：PdNP/BaSO4催化剂对食用植物油和工业品纯度植物油的脱氧反应均表现出高的催化活性和脱羰产物选择性。(3)以脂肪酸甲酯和乙酯为模型化合物,通过对气体和液体产物的全面分析提出了高级脂肪酸酯在Pd基催化剂上发生脱氧反应的机理。该机理包括脱羧反应、脱羰反应和加氢脱氧反应,其中以脱羰反应为主。该机理较为合理地解释了气体和液体产物的分布及选择性。反应动力学实验结果表明：脂肪酸酯的脱羰反应是在Pd(0)表面进行的异相催化反应,由Pd溢流到BaSO4载体上的H很可能参与了速控步反应使得脂肪酸酯的脱羰反应在宏观上表现出零级动力学特征。(4)运用“碳热氢还原法”制备了活性炭负载的碳化钼催化剂(Mo2C/AC)并首次将其应用到脂肪酸、脂肪酸酯和植物油脱氧反应的研究,实验结果表明：碳化钼可以作为贵金属Pd的替代材料用于脂肪酸、脂肪酸酯和植物油的脱氧反应。与Pd基催化剂相比,Mo2C/AC对植物油脱氧反应不但表现出高的催化活性和目标产物选择性而且具有更好的耐毒化、抗烧结和抗流失特性,连续使用十六次后没有失活现象。因此Mo2C/AC催化剂具有更好的工业化应用前景。(5)采用“一锅法”制得了有序介孔碳负载的碳化钼催化剂[MoxC/OMC(x=1or2)]并通过N2-吸脱附、X射线衍射、透射电镜、X射线光电子能谱等技术对催化剂的结构进行了表征。实验结果表明：当碳化钼负载量低于2%时,合成的碳化铝为六方紧密堆积结构的Mo2C;当碳化钼负载量高于5%时,合成的碳化钼为简单六方结构的MoC。高级脂肪酸酯和植物油的脱氧反应结果表明：与Mo2C相比,MoC对脂肪酸酯的脱氧反应具有高的烃类产物选择性、优异的抗流失特性及结构稳定性。(6)以多壁碳纳米管作为载体、运用“碳热氢还原法”合成出了不同负载量的碳化钼催化剂。与无定形活性炭相比,碳纳米管特殊的G带结构和电子特性有利于低温下CH4物种的产生,因此碳纳米管作为碳源时碳化钼的形成温度由700℃降低至600℃。植物油脱氧反应结果表明：多壁碳纳米管负载的碳化钼催化剂可以一步实现植物油的脱氧及碳链异构化反应,得到支链烷烃最高选择性达55%的液体烃类产物。(7)对比高级脂肪酸酯在钯基催化剂和碳化钼基催化剂上脱氧产物的选择性发现：脂肪酸酯在钯基催化剂上主要产物是脱羰产物,而在碳化钼基催化剂上主要生成加氢脱氧产物。通过H2-TPD、原料转化率随反应时间的变化关系及探针分子(脂肪酸酯、脂肪酸、脂肪醛、脂肪醇等模型化合物)的实验结果,作者认为脂肪酸酯在Pd基催化剂和碳化钼基催化剂上脱氧产物选择性产生差别的原因在于表面酰基中间体发生“酰基-烷基重排”反应的难易程度不同。