我国是水稻生产大国,稻壳资源十分丰富。但目前对稻壳利用的研究往往只是偏重于稻壳资源化利用的某一个方面,属于“各自为战”的方式,并没有将稻壳资源综合利用起来。因此,本研究拟以微波为热源,充分发挥微波加热速度快,选择性强,便于控制的特点,采用分步提取的方法,开展微波辅助高效炼制稻壳转化系列绿色化学品的研究。首先分析了稻壳的成分,并在同步热分析仪上对稻壳在不同升温速率条件下的热解特性进行了研究,通过动力学分析可以了解稻壳热解的过程及特性,预测反应的速率以及难易程度,对后续的微波裂解工艺参数的优化提供参考意义。其次采用微波裂解稻壳,分阶段收集醋酸和糠醛。先用适当的方法用适量的磷酸对稻壳进行酸化预处理,在微波辅助条件下使其乙酰基断裂,生成醋酸。再将制取过醋酸的稻壳渣在微波条件下进一步热解使其戊聚糖分解并脱水环化制取糠醛。用高效液相色谱法(HPLC)检测醋酸和糠醛的含量,根据在不同条件下醋酸和糠醛的转化率确定最佳的工艺参数。再次用水浸提微波裂解后得到的稻壳生物焦,分离其中的矿物元素与残余的糖类物质,可用于制备优质的植物叶面肥和微生物发酵原料。最后将水浸提过后得到的固体残渣与粘土和其他助剂按适当的比例混合后压制成生物质蜂窝煤,确定了最佳的成型配比,通过实际燃烧实验考察了其燃烧性能,得到了一种良好的生物质成型燃料。通过以上过程将稻壳中的各种资源“吃干榨尽”,这些资源也“各得其所”,将稻壳的资源化综合利用组成了一个完整的绿色工艺链条,既将稻壳资源加以充分利用,生产出一系列高附加值的绿色化学品,将稻壳变废为宝,又减少了“三废”污染,同时还可以将部分原料和产品重新回归自然生态循环,可谓是一举多得,充分体现了绿色化学的特点,符合绿色化学的理念,具有巨大的开发研究价值。本研究主要得到以下的成果和结论：(1)稻壳的主要成分是木质纤维素,总含量达到了62.07%,其中纤维素的含量最高,达到了29.10%。稻壳中的灰分含量也较高,达到了16.97%；在一定的升温速率条件下,稻壳的热解过程大致分为三个阶段：失水和预热阶段、快速热解失重阶段、炭化阶段。其中第二阶段是热解过程的主要阶段,样品的失重大部分发生在这里,而且失重速率高；较高的升温速率可以促进稻壳的热解反应。随着升温速率的提高,热解反应的频率因子和相应的活化能降低,而且活化能减少的趋势增强,稻壳的热解反应激烈程度也逐渐增强。(2)使用高效液相色谱法(HPLC)测定了稻壳裂解液中醋酸和糠醛的含量,具有分析快捷、选择性好、灵敏度高等优点；裂解液的质量随着微波功率的增高而增加,较高的微波功率促进了裂解反应的进行；经过磷酸处理有助于醋酸和糠醛的形成；采用两步裂解法裂解稻壳制备醋酸和糠醛,应使用10%磷酸浸泡稻壳24h,烘干待用。第一步裂解条件为：微波功率300W,反应时间12min,醋酸转化率为0.97%,糠醛转化率为2.7%；第二步条件为：微波功率600W,反应时间12mmin,糠醛转化率为1.68%。(3)在稻壳生物焦水浸出物中含有一定量的P、K, Mg、 Ca等矿物元素,可以开发为植物叶面肥。还含有一定量的糖类物质,可以作为微生物发酵的原料：水浸提生物焦得到的固体残渣与粘土和其他助剂混合压制成生物质蜂窝煤是可行的；最佳成型配比为：固体残渣与粘土的比例为10：4,并加入一定比例的固硫剂和助燃剂；生物质蜂窝煤含硫量较低,又加入了CaO作为固硫剂,减少了二氧化硫对环境的危害；生物质蜂窝煤的点火性能好,引燃时间短,可持续燃烧2个小时以上。但其持续燃烧时间和实际发热量与市售矿物蜂窝煤相比,仍有明显的差距,而两者的单位质量发热量差距并不大。在工业化生产中,使用成型机提高生物质蜂窝煤的密度,将大大改善生物质蜂窝煤的燃烧性能,使其发展成为一种优质的燃料,在一定程度上可以替代矿物煤的地位,有着重要的经济意义、社会意义和环境意义。