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玉米芯作为典型的农业废弃物,具有价格低廉、天然可再生、储量丰富等优点,被认为是替代化石资源生产生物燃料及高附加值化学品的优良选择。玉米芯主要化学成分为纤维素、半纤维素和木质素,其中半纤维素含量相对于其他秸秆较高,也是制备半纤维素衍生产品如功能糖的最佳原料。但由于纤维素的强氢键作用、高聚合度和高结晶度,木质素的三维网络结构及其与半纤维素形成的木质素—半纤维素复合体,这些复杂的结构造成玉米芯不易水解。因此需要通过预处理突破其天然屏障,实现玉米芯全组分的高效利用。本研究以玉米芯为原料,采用不同的高效预处理方法,制备高附加值的半纤维素衍生糖,实现预处理过程中半纤维素的定向解聚,具体研究内容如下:（1）以玉米芯为原料,采用微量碱调控结合微波辅助水热预处理方法,制备了半纤维素衍生糖,考察NaOH浓度和水热预处理的强度系数（SF）对水解液产物分布和固体残渣成分的影响。通过SEM、XRD手段对残渣的理化性质进行表征。研究结果表明,NaOH和SF对水解液中产物分布以及半纤维素衍生糖得率具有显著影响。随SF增大,半纤维素总溶出量增加;通过微量NaOH调控预处理过程中体系的pH值,可改变溶出半纤维素衍生糖的分布,大幅降低了副产物的生成。当SF为4.00,NaOH浓度为0.005%时,可获得88.71%的总半纤维素衍生糖得率,糠醛得率仅为1.72%,半纤维素损失为1.51%,此外,90%以上的纤维素仍保留在玉米芯残渣中,可以用于生物燃料的生产。（2）提出两相体系中金属氯盐催化玉米芯制备木糖的方法。主要考察不同族、不同价态和不同浓度的金属氯盐催化玉米芯的效果,并研究预处理对残渣酶解的影响。以SEM、XRD、固体13C NMR技术分析预处理后残渣结构、结晶性及表面形貌。结果表明,在两相体系（2-MTHF/水,1:3）中,以25 mmol/L FeCl3为催化剂,玉米芯在140oC微波加热条件下反应20 min,木糖得率达82.9%。以纤维素酶对该反应残渣进行酶解（25FPU/g残渣）,葡萄糖最高得率达87.5%。（3）采用碱调控下有机酸预处理玉米芯制备低聚木糖,重点考察有机酸的种类和浓度、NaOH加入量和时间点对低聚木糖得率的影响。利用对甲苯磺酸在80oC时处理预处理后玉米芯残渣以溶解木质素。将二次处理的残渣用TEMPO催化氧化法制成纤维素纳米纤维。通过AFM、13C NMR和SEM对分离的木质素和纳米纤维进行分析。研究表明,以0.2 mol/L甲酸在160oC预处理玉米芯60 min后迅速冷却,加入0.4%NaOH继续反应60 min,可获得38.30%的低聚木糖,其中木二糖至木六糖分布较为均匀。此外,AFM和SEM检测表明获得的木质素和纤维素为纳米级。