化石燃料的快速消耗和全球气候变暖所带来的威胁使得人们开始积极寻求可再生的清洁能源,从而减少对不可再生能源的依赖。挖掘基于生物质的可再生燃料如生物乙醇常被视为解决能源危机和全球变暖的一个重要方案。棉花秸秆是一种来源广泛、廉价的可再生生物质资源,将秸秆中的纤维素水解为可溶性糖,再经发酵生成燃料乙醇,这是棉花秸秆资源化利用、保护环境的有效途径之一。然而棉花秸秆致密复杂的细胞壁结构阻碍了纤维素酶的作用,为了有效转化生物质,预处理是必要而重要的一步。离子液体作为不挥发性绿色有机溶剂,具有溶解纤维素和其它有机化合物的良好性能,在小麦秸秆、水稻秸秆预处理方面已发挥出优势。本研究以棉花秸秆为试验材料,用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)对其进行预处理,研究液固比、温度、溶解时间对失重率、还原糖得率的影响,优化预处理条件;在此基础上对再生秸秆酶解糖化,探讨糖化因素,优化糖化条件;并通过扫描电子显微镜观察、傅立叶变换红外光谱技术对预处理前后以及酶解前后秸秆的进行结构表征。取得主要结果如下:离子液体[Bmim]Cl预处理棉花秸秆时预处理温度对棉花秸秆失重率、还原糖得率的影响最大,是离子液体预处理秸秆的关键因素,液固比和时间影响不显著。在液固比为10:1、温度为120℃、预处理时间为5 h,预处理后秸秆糖化时的还原糖得率最大,为29.72%,显著高于未处理秸秆(17.4%);扫描电子显微镜(SEM)图片表明离子液体预处理时可以破坏原棉花秸秆致密的结构,暴露出更多纤维素。FT-IR图谱表明再生后棉花秸秆纤维素没有发生衍生化,但纤维素分子间的氢键发生断裂,木质素和半纤维素被部分去除。随着离子液体回收次数的增加,还原糖得率呈下降趋势。再生棉花秸秆酶解糖化时纤维素酶浓度对秸秆还原糖得率的影响最大,是酶解糖化的关键因素,其次是酶解pH,底物浓度影响最小。当酶解温度为50℃,酶解pH为5.0,底物浓度为40 g/L、纤维素酶浓度为90 FPU/g时,还原糖得率为66.24%。SEM图片表明经过酶解后,纤维素酶破坏了原有秸秆的晶型结构产生纤维素碎片。FT-IR图谱表明酶解过程中导致纤维素大分子结构发生变化,纤维素水解,糖苷键被大量破坏。本研究将离子液体预处理技术应用于棉花秸秆,并对后期酶解糖化工艺进行了初步探究,以期为棉花秸秆预处理、乙醇化提供理论依据和参考。