1、木質纖維素生物質是一種豐富的可再生資源，其組分中含有大量的糖類，可以通過利用轉化成有用的化工產品。農作物副產品玉米芯作為一種重要的生物質資源，由于其高含量的半纖維素，可以用來進行預處理水解產木糖。本文以玉米芯為原料，根據其半纖維素在一定酸性條件下易水解的性質，以稀HCl、HNO3、NaNO3及酸鹽的混合物催化劑對玉米芯進行水解研究，生成的木糖濃度為評價指標，通過動力學模型和響應曲面分析來優(yōu)化反應條件，并結合反應活化能與SEM表征技術，選

2、擇玉米芯預處理的最佳優(yōu)化條件。
　　通過HCl、HNO3在固液比10％條件下單獨對對玉米芯進行預處理，探索90℃、120℃和150℃各個溫度下的水解反應規(guī)律，通過動力學數據來評價反應規(guī)律，通過響應曲面優(yōu)化各個反應溫度下的最佳水解條件，得出的結論如下：在90℃條件下，木糖跟葡萄糖濃度都隨著酸濃度的增加和反應時間的延長而增加，動力學模型與實驗結果一致，優(yōu)化得到HCl的最佳水解條件為117min，3%，收率86%；HNO3最佳水解條件為

3、119min，2.7%，收率85%。120℃條件下木糖濃度在短時間內隨著酸濃度的增加而增加，隨著時間的不斷延長，HCl濃度越高，木糖降解的程度愈大，而HNO3基本趨于穩(wěn)定，動力學模型也驗證了這一反應趨勢，優(yōu)化得到HCl的最佳水解條件為22min，3.9%，收率64%；HNO3為51min，3.9%，收率為78%。在150℃條件下，反應10min內木糖濃度都達到最大值，隨著時間進行，HCl濃度越高降解的程度愈大，甚至將產生的糖幾乎全部降解

4、，而HNO3剛開始有稍微降解，慢慢趨于穩(wěn)定，實際趨勢跟動力學趨勢基本一致。優(yōu)化得到HCl的最佳水解條件為1.0%，10min，收率77%；HNO3為10min，1.0%，收率96%。結論表明在反應過程中HNO3比HCl對半纖維素水解效果要好些，而且反應過程中降解程度比較緩慢。
　　通過對HCl、HNO3水解反應的總體優(yōu)化得到的條件分別為：92℃，3.2%，88.75min，木糖收率78%；149℃，2.1%，14.84min，收率

5、92%。計算兩種酸對玉米芯的的活化能分別為：72.5kJ/mol，91.5kJ/mol，說明玉米芯是比較容易水解的。雖然HNO3的成本HCl高，但水解效果相對較好。采用NaNO3、HCl：HNO3和HCl：NaNO3來水解玉米芯，得到HCl：HNO3(1:1)和HCl：NaNO3在150℃，10min，1.0%收率分別達到95%，93%，而NaNO3對水解效果不明顯。HCl：NaNO3的組合不僅可以降低成本，而且糖的收率也比較高。通過S