生物质是地球上最丰富的可再生资源,它富含半纤维素,通过化学或生物手段可以被水解并发酵得到多种化合物或能源。木糖是一种重要的化工产品,它又是生产木糖醇的原料,木糖可以通过生物质转化得到。水解半纤维素最有效的方法之一就是稀硫酸预处理法。本文研究了稀硫酸预处理玉米秸秆过程中,不同的水解条件对预处理结果的影响。通过响应曲面法(RSM)设计实验,并借助统计软件,得到不同反应条件下稀硫酸预处理玉米秸秆的动力学方程并找到了实验条件下的最佳工艺条件。首先探讨了稀硫酸预处理玉米秸秆的影响因素。研究了硫酸浓度、反应温度、固液比、粒径以及反应时间的变化对水解效率的影响。得到了水解率较高时每个单因子对应的取值范围。在单次因子实验的基础上,研究了反应温度为121℃下,不同硫酸浓度和反应时间对玉米秸秆中半纤维素水解过程中木糖产率以及选择性系数的影响。建立了木糖产率和选择性系数对硫酸浓度和反应时间的两个二元二次多项式数学模型,借助模型方程及统计软件,得到了符合木糖产率大于75%,相关系数大于4.0g/g的水解条件,并找到了硫酸浓度为2.0%,水解时间为43min的最佳工艺条件。对低温(100℃)、不同硫酸浓度(2%~6%)和反应时间(0min~300min)条件下玉米秸秆中半纤维素的水解进行了动力学分析,得到了该反应条件下玉米秸秆中半纤维素水解过程关于木糖、葡萄糖和糠醛的动力学参数和常数。得出了该温度条件下稀硫酸水解玉米秸秆的最佳反应条件是硫酸浓度5.5%,反应时间90min,此时水解液中产品的浓度分别是木糖19.91 g/L,葡萄糖7.61 g/L,糠醛0.84 g/L。对低温(80℃)、不同硫酸浓度(2%~6%)和反应时间(0min~300min)条件下玉米秸秆中半纤维素的水解进行了动力学分析,得到了该反应条件下玉米秸秆中半纤维素水解过程关于木糖、葡萄糖和糠醛的动力学参数和常数。得出了该温度条件下,稀硫酸水解玉米秸秆的最佳反应条件是硫酸浓度6%,反应时间240min,此时水解液中产品的浓度分别是木糖13.54 g/L,葡萄糖5.39 g/L,糠醛1.05 g/L。