本发明属于固体酸催化技术领域，具体涉及一种生物炭基大麦壳固体酸催化剂的制备方法及应用，本发明以大麦壳为原料，经碱处理、浸渍、煅烧、磺化，制备得到生物炭基大麦壳固体酸催化剂，然后对利用催化剂制备5‑羟甲基糠醛工艺中的溶剂体系、催化条件进行优化，可有效催化生物质中的纤维素转化为5‑羟甲基糠醛，5‑羟甲基糠醛的产率最高可达76.33％。并且固体酸催化剂易于回收和重复使用，该催化剂在重复使用5次后无明显失活，解决了传统液态无机酸高腐蚀性，难于分离、回收的问题，降低了后续提取废液的处理难度和生产成本。