木质纤维素是一类储量丰富的可再生资源,被视为是未来替代燃料、环境建筑材料以及绿色化学品的理想原料之一。其开发利用可以实现低成本原料向高附加值产品的转化,是中国实现“碳中和”目标的重要手段。本文根据氢氧化钠/尿素低温同步和常温分步两种预处理方式对玉米秸秆组分脱除的特点,开发出一种新型生物质组分分离方法;从而实现生物质中纤维素和木质素组分的高值利用,并应用于纤维素基油水分离材料和木质素抗菌复合材料。全文首先对比氢氧化钠/尿素体系下低温同步和常温分步两种预处理方式对玉米秸秆酶解产糖的影响,其还原糖产率分别比未预处理原料提高39.1%和33.6%。通过影响秸秆酶解还原糖产率的单因素试验进行响应面实验设计,得出主要因素下的最佳预处理条件:氢氧化钠浓度为8.52 wt%,尿素浓度为10.34 wt%,分步预处理温度为54.19℃时,底物酶解产还原糖效率为71.96%。其次,通过使用氢氧化钠/尿素处理的两种复合方法对玉米秸秆进行全组分分离,原料中纤维素、半纤维素和木质素占比分别为41.82%、31.46%和17.15%,分离得到的纤维素平均回收率为84.35%,半纤维素平均回收率为75.46%,木质素平均回收率为88.37%,通过探究分步处理对纤维素和木质素回收率影响的单因素实验,并设计以纤维素和木质素收率为指标的正交试验,结果表明影响两者收率的主次因素分别为反应温度＞氢氧化钠浓度＞尿素浓度。最后把纤维素和木质素组分应用于制备生物材料。将玉米秸秆中再生纤维素用于甲基丙烯酸丁酯接枝共聚制备的纤维素基油水分离膜对多种油水混合物的分离效率达到98.4%以上,水接触角可达到153.4°的超疏水状态,重复使用20次能保持97%的分离效率,且可自然降解。再通过漆酶将木质素接枝在壳聚糖上,制备的复合膜材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最高抑菌率达到90.5%和98.4%,拉伸强度能提高19.1 MPa,溶胀率降低42.2%,且能在68.2°～95.3°调控复合膜的水接触角。以上结果均表明生物质组分在生物材料领域得到了良好的应用。