水葫芦作为目前全球最具入侵性的有害生物之一,一方面破坏水体生态及水利设施,另一方面其收集会造成人力资源的浪费与环境问题,给社会带来严重的环境与经济问题。寻找一种有效利用水葫芦的方法至关重要。水热液化法作为生物质热化学转化的方法之一,具有可不需干燥直接转化高含水率生物质的优势,近年来利用水热液化法处理藻类及大型水生植物的研究得到广泛关注。本文以纤维素、脱碱木质素及大型水生植物水葫芦为原料,以间歇式磁力反应釜为反应器,研究它们在亚临界水中的液化行为,考察不同液化条件对其液化行为的影响,分析液化产物的特征,探讨纤维素、脱碱木质素的反应机理,并以此为基础研究水葫芦的液化反应机理。反应温度、反应时间和固液比能显著影响纤维素、脱碱木质素及其混合物液化产物的产率。相同反应条件下,纤维素在反应温度为320℃时生物油产率最高；脱碱木质素在反应温度为300℃时生物油产率最高；纤维素与脱碱木质素混合比为2：1时生物油产率最高；水葫芦在反应时间为10min、固液比为9g：150mL的条件下,当反应温度达到320℃时生物油产率最高。纤维素水热液化生成的生物油与水溶相产物成分十分复杂,通过分析其成分发现,纤维素水热液化过程可分为三个反应阶段：水解反应→降解反应→降解产物的二次反应；酸性条件下纤维素水解生成的葡萄糖迅速降解为5-羟甲基糠醛,随后5-羟甲基糠醛通过脱碳、加氢、酯化等反应生成呋喃类、糠醛类及酯类化合物,当反应温度达到320℃后,呋喃类和糠醛类化合物又通过一系列反应生成酚类化合物。脱碱木质素水热液化生成的生物油成分同样十分复杂,但不同液化条件下产物的成分类似,产物分子结构中一般含有苯环结构；木质素在亚临界条件水中的液化主要分为两个阶段：水解阶段→降解阶段,在水解阶段木质素各个单体间连接的化学键发生断裂,生成一系列含苯环的化合物；由于苯环化学稳定性极高,随着反应的进一步进行,水解产物的降解反应一般只发生在苯环连接的侧链。水葫芦在不同反应温度条件下液化生成的生物油与水溶相产物十分复杂。当反应温度达到280℃时生物油热值明显增高,最高可达33.83MJ/kg,说明通过水热液化法处理水葫芦可以生成更高能量密度的产物,具有潜在经济效益；水溶相产物中主要成分为酚类化合物和环戊烯酮类化合物,具有提取生物化学品的潜力在纤维素和脱碱木质素研究基础上提出了一种水葫芦水热液化的反应机理,水葫芦中纤维素成分的降解速率明显高于纤维素单独液化时的液化速率,而在240℃的水溶相产物中即检测到大量酚类化合物的存在,使得水葫芦水热液化时木质素的液化起始温度难以确定。为探索水葫芦中纤维素与木质素成分的相互作用,研究了纤维素与脱碱木质素混合物的水热液化特征。液化产物分布结果表明二者混合有利于生物油产物的生成,并抑制水溶相产物和残渣产物的生成,而水葫芦液化时并未发现这一规律；同时混合物液化时纤维素成分的液化速率并未提高,证明水葫芦中纤维素成分的高降解速率与木质素成分无关。