以可再生非粮生物质为原料，通过绿色化学、生物化工等转化手段，制备生物基材料、化学品和燃料等的研究，越来越成为国内外学术界与产业界的关注热点.不同于传统的化石原料，针对天然生物质原料成分复杂、聚合度高、含氧量高、多羟基的特点，需要设计新型、节能的绿色过程.本论文针对木质纤维生物质的绿色化学转化过程，进行了生物质预处理，催化水解，及下游产品转化等方面的研究.1.针对纤维原料组分复杂，预处理能耗高、效率低及组分难以分离的难题，将传统纸浆工业中的挤压技术与化学预处理技术相结合，成功开发出新型动态挤压预处理技术，在中试平台上连续运转12小时的数据结果表明，在高浓(约为35％)、低温(约98℃)、低用碱量(6％)的条件下处理玉米秸秆，可实现葡萄糖酶解得率90％以上.2.针对生物质纤维素结构致密难以水解糖化的瓶颈问题，构建了具有吸附-酸催化官能团的仿酶高分子、纳米碳基仿酶固体酸、具有可磁分离功能组件固体酸和纳米尺度超强酸性位的固体酸等一系列功能纤维素多糖水解催化剂.进一步开发了由糠醛、木糖醇工业所产生的玉米芯水解残渣为原料制备固体酸的工艺，即利用玉米芯中的未水解的纤维素和木质素制备碳基固体酸，实现了生物质全组分的综合利用.3.针对生物质制备5-羟甲基糠醛过程中，离子液体催化剂成本高、反应物浓度低、产物分离困难等问题，对离子液体催化体系的催化反应机理开展了研究.在此基础上建立了廉价四级铵盐高浓催化体系和更容易分离的低沸点溶剂催化体系和酸性介孔氧化硅催化材料，并探索了制备呋喃二甲醇二甲醚新型高十六烷值添加剂的新路线.建立了多种生物质碳水化合物制备二元醇的氢解反应体系，并尝试了其在多种碳水化合物氢解反应过程中的应用.4.以纤维素为原料制备了磁性可回收纤维素微球，对多种金属离子具有很好的吸附作用，且可重复利用.此外，该微球和戊二醛交联后可应用于酶的固定化，固定化后的葡萄糖氧化酶在循环使用15次后，酶的活性仍可保持为初始的84.2％可广泛应用生物催化过程中.采用生物基酚醛树脂、纤维素等为原料，制备了新型有机-无机纳米复合材料，并研究了其光催化、污染物检测等方面的应用.