近年来,为有效解决能源危机,开发可再生能源代替不可再生能源已经成为全球研究的热点之一。生物乙醇作为可再生的生物质能源,因原料广、成本低等特点,受到能源研究者的广泛关注。生物质作为制造生物乙醇的重要原料,因其结构复杂,故此在使用过程中首先需要对其进行预处理才能保证后续高效利用。现今预处理的手段多种多样,Fenton体系可以有效预处理生物质,使其中的纤维素更易于转变为乙醇,但H₂O₂是一种不稳定的强氧化剂,在作用于生物质的同时过度发生自身分解,使之作用效率下降。使用CaO₂代替H₂O₂形成CaO₂非均相类Fenton体系处理生物质,不仅可以破坏生物质固有结构,还可以改变生物质化学组分,改变结晶度,提高酶可及性,提高酶解作用效果。本文选取凤眼莲、甘蔗渣、空心莲子草和棉杆4种生物质原料,使用CaO₂/Fe²⁺体系进行预处理,以4种生物质原料作对照,分别进行CaO₂/Fe²⁺摩尔比、预处理时间和温度单因素实验,通过酶解还原糖产量、糖转化率和组成成分的变化,筛选出最优化的预处理条件,并在单因素实验的基础上,设置3因素4水平的正交实验对4种生物质样品进行预处理,使用统计分析优化实验方案,最终测定在单因素最优预处理条件下和正交实验最优预处理条件下对生物质样品的官能团变化和结晶度变化的影响。主要得出如下结果:（1）CaO₂/Fe²⁺体系预处理生物质可以破坏生物质组成成分以及结构,有效提高酶解产糖效果。其中单因素实验下,凤眼莲、甘蔗渣、空心莲子草和棉杆的预处理最优化预处理条件分别为CaO₂/Fe²⁺摩尔比8:1,温度35℃,预处理72 h;CaO₂/Fe²⁺摩尔比4:1,温度45℃,预处理时间96 h;CaO₂/Fe²⁺摩尔比4:1,温度25℃,预处理72 h和CaO₂/Fe²⁺摩尔比8:1,温度为35℃,预处理72 h。在最优预处理条件下,凤眼莲、甘蔗渣、空心莲子草和棉杆4种生物质样品的还原糖产量分别可以达到对应原料还原糖产量的43倍、15倍、3倍和45倍,而基于原料的还原糖转化率分别可以达到原料的17倍、9倍、2倍和44倍。（2）正交实验结果显示,4种生物质样品的影响因素中CaO₂/Fe²⁺摩尔比为主要影响因素,预处理时间和温度为次要影响因素。同时正交实验的最优预处理条件与单因素实验中的最优预处理条件不一致,这表明生物质在预处理过程中单因素实验不具有全面性。（3）CaO₂/Fe²⁺体系预处理不仅能够通过破坏生物质结晶区和无定形区结构,改变生物质相对结晶度指数,同时,结晶度指数的变化主要与生物质结晶区和无定形区的去除程度有关。该体系也可以破坏生物质官能团中的化学键,达到破坏生物质结构的目的。（4）4种生物质原料在CaO₂/Fe²⁺体系预处理后,经过酶解72 h半纤维素去除率和木质素的去除率与酶解72 h还原糖产量大致呈现正相关关系。