甲壳素生物质是地球上第二大生物质资源,具有巨大的资源化潜力。本研究尝试应用微波水热方法将虾壳转化为高附加值化学品5-羟甲基糠醛（HMF）。首先,考察了虾壳脱钙及脱乙酰化预处理对其转化HMF的影响,研究发现虾壳经微波水热处理后具有转化为高值化学品HMF的潜力,脱钙预处理有利于进一步提升其转化水平,常温酸脱钙预处理后的虾壳HMF得率为0.25%,选用加热搅拌及微波辅助的方式对虾壳转化HMF的潜力提升并不显著。脱乙酰化可进一步提升虾壳的HMF资源化潜力,水浴碱脱乙酰化需2.5h获得1.3%HMF,而采用微波碱脱乙酰化则在功率100W下微波脱乙酰化4min与前一致的HMF,并且耗费的碱量为水浴碱脱乙酰化方法的1/4。虾壳经最佳常温酸脱钙与微波辅助碱脱乙酰化联合预处理后,可获得达1.8%的HMF产率,高值化潜力显著。其次,在虾壳预处理的基础上,以HMF性能优化为目标,筛选最佳微波水热条件,发现温度、pH以及时间对虾壳资源化转化影响明显,在温度202℃、时间5 min和pH为1.6的盐酸催化环境下可获得约6.4%的最高HMF产率。然而,微波水热体系中进一步引入催化剂和溶剂却并未呈现如期HMF产率提升效果。最后,利用壳聚糖探究了微波水热环境下HMF的转化机制。研究发现壳聚糖在最优温度210℃和pH 1.5条件下反应5min即可达到盐酸体系HMF产率的最高限值,微波水热过程中的HMF处于各产物的动态平衡之中,随着温度的上升和时间的延长氨基葡萄糖不断降解,HMF逐步增加后趋向稳定,而水热炭产率不断递增。总体而言,壳聚糖主要经水解为氨基葡萄糖,后直接经脱水、脱氨后转化为HMF;少部分氨基葡萄糖直接在酸条件下脱氨为葡萄糖后异构化为果糖,再经脱水后转化为HMF。本研究探明的甲壳素生物质资源化潜力及HMF转化机制为拓展同类废物的资源化处理提供了重要依据。