杨木是世界三大速生树（杨树、松树和桉树）之一，在中国，杨木主要分布于华中、华北、西北、东北等广阔地区，资源相对集中，生长快速。因此，杨木是生物质精炼的重要原料。在当前化石资源紧缺的形势下，开发杨木的全部利用价值，将其转化为高质量的生物能源，对于减少对石油资源的过度依赖、保护环境具有重要意义，还可以使木质纤维资源高值化利用，创造出巨大的经济价值、环境价值和社会价值。
　　人工抗氧化剂是由化石资源合成的，现已广泛应用于聚合物、食品和化妆品行业，而化石资源的逐渐枯竭使得利用可再生的木质纤维素资源生产绿色抗氧化剂具有重要的现实意义。本研究开发了快速水热法预处理，在高温和高压条件下从杨木中提取木质素衍生的多酚抗氧化剂（LPA）。在温度190-200℃，压力10MPa，时间5-8min的条件下，木质素发生剧烈解聚，LPA产率达到21.5%~37.6%。LPA的重均分子量为1076g/mol，远低于天然木质素的4094g/mol，证实了解聚反应的发生。核磁共振分析揭示了LPA中木质素的结构特征，即紫丁香基和愈创木基单元，木质素结构单元连接键保持完好。通过福林酚试剂法测定LPA酚羟基数量，结果表明，每个LPA分子平均含有5.4个酚羟基，远高于其它工业木质素。LPA具有出色的抗氧化能力，其自由基清除指数为53.5-67.3，远高于商业抗氧化剂二丁基羟基甲苯（BHT）和丁基羟基茴香醚（BHA）的0.2-11.1。快速水热法预处理仅需水和高温即可生产高价值的抗氧化剂，因此为木质纤维素的利用提供了一种绿色且可持续的方式。
　　在200℃、5min的处理条件下，杨木快速水热处理所获取的半纤维素产率为81%，木质素产率为38%。本研究开发了微滤、超滤和活性炭吸附的组合工艺，分离杨木快速水热处理液中的木质素和糖。通过5μm的微孔滤膜除去杨木快速水热处理液中大约56.75%的木质素。之后，用截留分子量3000道尔顿的膜进行超滤，回收了68.69%的残留木质素。最后，将来自超滤后的滤液通过使用活性炭吸附而进一步处理，回收了87.97%的残留木质素。组合工艺过程中分离出的木质素在分子量和官能团上表现出多样性，所得糖浆的糖组分纯度为88.2%，回收率42.8%。
　　为了提高杨木在酶解过程中葡萄糖的产率，在温度200℃下进行了5min到25min的快速水热法预处理。研究发现，快速水热法预处理可以去除85%以上的半纤维素和30%左右的木质素，在纤维素酶的用量为10FPU/g时，酶解率高达82%。杨木酶解效率的提高归因于纤维素可及性的提高，因为基材的比表面积从未处理木材的3.0m2/g增加到快速水热法预处理后的7.1m2/g。