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随着人们对环境污染问题的关注,尤其是温室气体的排放导致的全球气候改变,研究者致力于寻找可替代化石燃料的可再生产品。本论文的主要目的是采用绿色环保的处理方法,提高杨木的葡萄糖转化效率和乙醇得率,并针对不同处理阶段的副产物进行综合利用探讨,促进杨木主要组分的全质转化。对杨木进行白腐菌处理,并结合化学预处理方法,提高酶水解效率。研究发现,T.versicolor C6915处理8周结合碱性过氧化氢120℃条件下预处理90分钟,可以有效提高杨木葡萄糖的酶解效率至89.3%。相比而言,原料的水解效率为10.6%,一步白腐菌处理的样品(W4)的最高酶水解效率只有12.9%。对菌处理后的木质素进行分析发现,木质素发生了氧化断裂,β-O-4键降解的最多,从76.4/100Ar降低到31.5/100Ar,其次是β-β和β-5,降解产物中检测到醛类物质、苯类物质及烷类物质,尤其是香草醛在GC-MS和2DNMR中均检测到。采用一步碱性过氧化氢方法处理杨木,处理后样品的酶解效率达到88.2%。采用新型的半同步糖化发酵方法(SSSF)发酵预处理后的原料,可以显著将乙醇得率从12.8%提高到63.1%,是采用同步糖化发酵方法(SSF)的未处理样品乙醇得率的五倍。这主要是由于碱性过氧化氢预处理良好的脱木质素作用以及半同步糖化发酵方法产生的抑制物较少。以乙醇发酵的剩余物半纤维素为原料进行乳酸发酵,从1g杨木原材料中可以同时获得361mg的乳酸和132mg乙醇,这有利于降低乙醇生产的成本。对另一种剩余物木质素进行资源化利用,巧妙地利用木质素中残留的蛋白质,首次合成了一种氮掺杂的多孔纳米片碳材料。这种碳材料呈现出碗状纳米孔结构,并且呈现多级孔分布,比表面积高达2218m2/g,氮掺杂浓度为3.4%。高的氮掺杂浓度产生了高的电子导电性4.8S/cm和优良的表面浸润性。在KOH电解液中,碳基超级电容器(HPNC-SC)表现出高的比电容312F/g,倍率性能在80A/g达到81%。在10A/g条件下20000次后,仍然有98%的电容保持率。在离子液体EMIBF4电解液中,HPNC-SC呈现出高的能量密度59.8Wh/kg,且在超高功率密度为73.1kW/kg时,能量密度仍能保持到最大值的74%。通过以上的方法,获得了单糖、乙醇、乳酸、碳材料等多样的产品,实现了杨木主要组分纤维素、半纤维素和木质素的全质转化。杨木的各组分不用分离即可实现主要组分全质化利用,为林木木质纤维原料的综合利用提供了一种新的思路。