随着世界经济的高速发展，工业上对化石燃料日益增加的依赖性与有限的化石资源的矛盾严重影响了国家的能源安全。利用生物质转化得到生物燃料可以降低国家对原油进口的依赖性，增强国家安全。在我国利用木质纤维素原料来生产生物乙醇具有重要的经济效益和社会意义。我国木质纤维素资源丰富，但是利用率非常低，大部分只是作为燃料或造纸工业等使用，不仅浪费资源并且严重污染环境。因此，在我国开发利用木质纤维素原料来生产燃料乙醇前景广阔，具有重要的现实意义。本论文选择小麦秸秆和桦木木屑作为草本类和木本类这两种植物类型的代表原料，在湿法球磨中采用稀柠檬酸、简青霉H5和超声波的处理方法，来降解小麦秸秆和桦木木屑。研究常温常压条件下，将球磨方法与稀酸处理法、真菌处理法和超声处理法联用，来降解木质纤维素的过程。论文首先采用湿法球磨联合柠檬酸对秸秆和木屑进行降解，研究不同pH值的柠檬酸对秸秆和木屑酸水解的作用，得到如下研究结果：（1）稀酸-球磨系统可以在常温常压下降解秸秆和木屑，还原性糖产率分别为186.9mg/g和120.5mg/g。（2）商品纤维素酶的加入不能与机械球磨-稀酸降解法形成良好的协同作用，糖产率低于单独的机械球磨-稀酸降解法，酶活力也快速丧失。（3）稀酸-球磨降解过程对葡萄糖和木糖起不同的作用，其中葡萄糖的含量随着球磨时间的延长而增加，木糖的含量随着球磨时间的延长而减少。球磨体系的pH值会影响木屑的降解情况，木屑在pH=5、6的柠檬酸体系中得到的糖产率高于pH=3、4的体系中的糖产率。（4）随着球磨时间的延长，反应液的pH值向碱性方向偏移，在球磨24h后达到平衡，秸秆和木屑的最佳降解体系的pH值分别为6.5和8.5。（5）XRD和ESEM测试结果表明，球磨破坏了纤维素的晶体结构，增大了无定形态纤维素的比率和反应活性面积，从而使得秸秆和木屑中的纤维素更容易被弱酸渗透，从而发生水解。（6）红外光谱和紫外扫描结果表明，球磨处理之后秸秆和木屑中的木质素成分基本被破坏，木质素的降解使得纤维素更容易被水解，从而提高其糖化率。与工业上常用的高温高压酸水解法相比，机械球磨协同稀酸的方法能够在常温常压下降解天然木质纤维素，反应简单温和，基本无污染，但是糖化率仍然较低。其次采用湿法球磨联合稀柠檬酸和简青霉H5对秸秆和木屑进行降解，研究简青霉H5对秸秆和木屑酸水解及生物降解的作用。得到如下实验结果：（1）简青霉的加入可以显著的促进秸秆和木屑的降解，还原性糖产率分别为216.9mg/g和245.3mg/g。（2）简青霉的加入可以与稀酸-球磨降解法形成良好的协同作用，简青霉H5的生长及其产酶活力可以在球磨条件下保持24h，糖产率也高于稀酸-球磨降解法，简青霉H5非常适合球磨降解天然木质纤维素产物。（3）稀酸-真菌-球磨过程也对葡萄糖和木糖起相反的作用。简青霉H5的加入会影响木屑的降解效果。其中木屑在pH=4、5的H5-柠檬酸体系中得到的糖产率高于pH=3、6的H5-柠檬酸体系中的糖产率。（4）加入简青霉H5以后，随着球磨时间的延长秸秆和木屑反应液的pH值向碱性方向偏移，在球磨12h后基本达到平衡，最佳降解体系的pH值分别为6.5和7.5，基本保持在中性范围。（5）XRD和ESEM图结果表明，稀酸-真菌-球磨系统破坏了秸秆和木屑的晶体结构。在球磨短时间内，简青霉H5加入后由于优先分解无定型纤维素部分，秸秆和木屑的结晶度会高于不加入简青霉H5的。长时间球磨之后秸秆和木屑的结晶度都会下降，无定形态纤维素的比率和反应活性面积增大，从而使得秸秆和木屑中的纤维素更容易被弱酸渗透，更容易被水解。（6）红外光谱和紫外扫描结果表明，球磨处理之后秸秆和木屑中的木质素成分基本被破坏，简青霉H5的加入促进了木质素部分的降解，从而提高糖化率。总之简青霉H5的加入可以显著促进秸秆和木屑中纤维素和木质素的降解，糖化率较高，反应条件温和，反应过程简单且基本无污染，易于工业化生产。最后采用超声波技术对桦木木屑进行预处理，之后再进行固液球磨降解，发现短时间的超声预处理可以促进木屑的水解。得到如下实验结果：（1）超声预处理10min能有效促进木屑水解，还原性糖产率为126.84mg/g木屑。（2）超声波预处理可以显著促进木屑在稀酸-真菌-球磨系统中的降解情况，提高了木屑的糖化率。木屑中的还原糖得率高峰的时间从48h缩短为36h，最大还原糖得率从245.3mg/g木屑增大为311.2mg/g木屑。（3）超声波预处理对葡萄糖和木糖的溶出都起到促进作用。（4）超声波预处理后，。随着球磨时间的延长木屑降解后反应液的pH值向碱性方向偏移，在球磨12h后基本达到平衡，球磨后反应液基本保持在中性。（5）XRD和ESEM图结果表明，超声波预处理使得木屑的结晶度略有下降，而稀酸-真菌-球磨系统破坏了木屑的晶体结构。短时间（12h）球磨处理纤维时，超声波预处理过的木屑纤维的结晶度比不经过超声波处理的要高。随着球磨时间的延长，木屑纤维素晶体被大量破坏，生成更多的不定形态纤维素，结晶度下降，反应活性面积增大，从而使得木屑中的纤维素更容易被弱酸渗透，更容易被水解。（6）红外光谱和紫外扫描结果表明，球磨处理之后秸秆和木屑中的木质素成分基本被破坏，而超声波预处理过程促进了木屑中木质素部分的降解，使得纤维素更容易被水解，从而提高其糖化率。因此超声波预处理的加入可以显著促进木屑中纤维素和木质素的降解，并且对木屑中葡萄糖和木糖的溶出都起到促进作用，糖化率较高，反应条件温和，反应过程简单且基本无污染，易于工业化生产。本论文采用的固液球磨联合稀酸、真菌、超声波作用的方法降解天然木质纤维素原料小麦秸秆和木屑。降解后的糖化率较高，反应过程简单，反应条件温和，对环境基本无污染，微生物成本低，易于工业化应用，为生物质转化乙醇提供了一条清洁、有效的新途径。