由于资源丰富、可再生性以及环保效益,利用木质纤维素类生物质生产燃料乙醇被认为是解决今后能源危机的有效途径。但目前的预处理技术中存在高温高压,能耗高,发酵抑制物多等缺点,预处理成本偏高阻碍木质纤维素通过生物转化法生产燃料乙醇的产业化进程。本文以氢氧化钠/尿素作为预处理剂对能源植物、软木、农作物以及烟叶四种木质纤维素进行预处理,用于强化木质纤维素的酶解,研究结果如下:1.芒草、割手密、小麦秸秆、玉米秸秆、烟叶等草类植物经过氢氧化钠/尿素低温预处理后,酶解效率有很明显的提高。特别是氢氧化钠/尿素溶液低温预处理烟叶比丙酮和苯/乙醇/乙醚有机溶剂预处理效果优,酶解效率达99.48%,既可代替传统稀酸法测定烟叶木质素过程中的有机溶剂预处理,也为酶解法提取烟叶木质素提供一种新型的预处理技术。2.马尾松的氢氧化钠/尿素低温预处理和稀酸预处理结果对比分析如下:马尾松氢氧化钠/尿素低温预处理的酶解效率比稀酸法提高13.5%,两种方法都可以使马尾松中的I型纤维素转化为II型纤维素,但稀酸法不能有效脱除木质素使得结构仍然较为紧密,结晶度提高;氢氧化钠/尿素低温预处理主要是去除木质素,对于树脂等油脂类物质去除较多,保留较多的纤维素和半纤维素,有利于提高糖平台转化过程的利用率,预处理后底物表面出现明显的碎片和空洞,初生壁破坏和脱落,结晶度降低,且预处理后马尾松中的木质素S:G比值比稀酸法高。3.优化芒草氢氧化钠/尿素预处理工艺条件为:预处理温度为21℃,氢氧化钠的浓度为6wt%,尿素浓度为12 wt%时,液固比为10 m L?g-1。随着预处理温度升高,半纤维素和木质素的去除率提高,半纤维素侧链中的半乳糖容易先被去除,较高预处理温度下有利于保留纤维素;氢氧化钠用量对芒草中不同化学组分的去除的影响大小顺序为:木质素>木聚糖>聚阿拉伯糖>聚半乳糖,氢氧化钠浓度的提高,半纤维素和木质素去除率提高,纤维素结晶度降低,使芒草的酶解效率提高。常温下,尿素对于芒草的酶解强化效果最明显,这可能因为尿素能够破坏二次沉淀的木质素聚集体和纤维素之间的氢键,阻止去除的木质素重新富集在纤维素表面。尿素浓度提高,木质素去除率增大,但半纤维素去除率较小。