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在化石资源日益枯竭、环境及能源问题日趋严峻的时代背景下将木质纤维素生物质转化为生物燃料及高附加值化学品的研究获得了众多学者的关注。由于木质纤维素生物质复杂的结构特性,高效、绿色、经济的预处理方法是实现其应用价值的关键所在。深度共熔溶剂(DES)因具有合成成本低、低毒、可生物降解、性质可调且可回收再利用等优点,在生物质加工和炼制领域中表现出巨大的潜力。本论文首先探讨了DES的种类和性质与其预处理效率之间的关系。将一系列以氯化胆碱或乳酸为氢键受体(HBA),多元醇、一元或二元羧酸为氢键供体(HBD)的DES用于水稻秸秆预处理,结果证明HBD和HBA均对DES的预处理效率有着重要影响。当DES组成组分中含有大量的羟基和氨基基团时,溶剂本身具有较强的分子内氢键作用强度,因而表现出较弱的生物质解构能力。而DES结构中存在强吸电子基团则能够增强DES的预处理效率。另外,研究结果显示木聚糖的去除率与HBD的pKa值呈负相关性,温度的升高有利于提高大部分DES对水稻秸秆的结构破坏能力;而纤维素降解度与木聚糖去除率正相关,当使用具有强酸性的DES预处理水稻秸秆时,可以去除大部分木聚糖并且获得优异的纤维素降解度。DES结构与功能关系研究结果可为合理设计新型DES提供参考。随后,进一步研究了酸性的乳酸-氯化胆碱(LC)体系预处理水稻秸秆时HBA/HBD摩尔比例对生物质三大组分分离、转化以及后续多糖酶水解的影响规律。实验结果显示预处理完毕后不添加反溶剂直接固液分离,随后对预处理上清液进行乙醇和水分级沉淀,可获得富含纤维素组分(CRMs)、木质素(LRMs)和半纤维素组分(HRMs);提高DES的HBD与HBA摩尔比例能够提高木聚糖和木质素的去除率,并获得较高纯度的生物质组分。当预处理温度达到120℃,乳酸与氯化胆碱摩尔比为3:1和5:1时,木质素和木聚糖的去除率均可达到70%以上,并且回收所得木质素的纯度高于85%。LC与相应的乳酸溶液作用效果对比结果同样验证了HBA(氯化胆碱)与HBD(乳酸)一样在水稻秸秆结构破坏与组分分离过程中具有不可忽略的作用。此外,LC可重复利用,可达90%左右的高回收率,循环使用5次,稳定性下降不明显,仍能实现60-70%的葡萄糖收率。本研究为进一步理解DES在木质纤维素生物质预处理中的结构与功能关系、明确DES中HBD与HBA在木质素及半纤维素去除过程中的作用、合理设计新的溶剂体系以实现生物质三大组分高效分离及转化奠定理论基础。