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木质纤维素生物质是一种丰富的可再生资源，其组分中含有大量的糖类，可以通过利用转化成有用的化工产品。农作物副产品玉米芯作为一种重要的生物质资源，由于其高含量的半纤维素，可以用来进行预处理水解产木糖。本文以玉米芯为原料，根据其半纤维素在一定酸性条件下易水解的性质，以稀HCl、HNO3、NaNO3及酸盐的混合物催化剂对玉米芯进行水解研究，生成的木糖浓度为评价指标，通过动力学模型和响应曲面分析来优化反应条件，并结合反应活化能与SEM表征技术，选择玉米芯预处理的最佳优化条件。通过HCl、HNO3在固液比10%条件下单独对对玉米芯进行预处理，探索90℃、120℃和150℃各个温度下的水解反应规律，通过动力学数据来评价反应规律，通过响应曲面优化各个反应温度下的最佳水解条件，得出的结论如下：在90℃条件下，木糖跟葡萄糖浓度都随着酸浓度的增加和反应时间的延长而增加，动力学模型与实验结果一致，优化得到HCl的最佳水解条件为117min，3%，收率86%；HNO3最佳水解条件为119min，2.7%，收率85%。120℃条件下木糖浓度在短时间内随着酸浓度的增加而增加，随着时间的不断延长，HCl浓度越高，木糖降解的程度愈大，而HNO3基本趋于稳定，动力学模型也验证了这一反应趋势，优化得到HCl的最佳水解条件为22min，3.9%，收率64%；HNO3为51min，3.9%，收率为78%。在150℃条件下，反应10min内木糖浓度都达到最大值，随着时间进行，HCl浓度越高降解的程度愈大，甚至将产生的糖几乎全部降解，而HNO3刚开始有稍微降解，慢慢趋于稳定，实际趋势跟动力学趋势基本一致。优化得到HCl的最佳水解条件为1.0%，10min，收率77%；HNO3为10min，1.0%，收率96%。结论表明在反应过程中HNO3比HCl对半纤维素水解效果要好些，而且反应过程中降解程度比较缓慢。通过对HCl、HNO3水解反应的总体优化得到的条件分别为：92℃，3.2%，88.75min，木糖收率78%；149℃，2.1%，14.84min，收率92%。计算两种酸对玉米芯的的活化能分别为：72.5kJ/mol，91.5kJ/mol，说明玉米芯是比较容易水解的。虽然HNO3的成本HCl高，但水解效果相对较好。采用NaNO3、HCl：HNO3和HCl：NaNO3来水解玉米芯，得到HCl：HNO3（1:1）和HCl：NaNO3在150℃，10min，1.0%收率分别达到95%，93%，而NaNO3对水解效果不明显。HCl：NaNO3的组合不仅可以降低成本，而且糖的收率也比较高。通过SEM分析，图像结果与预处理得到水解效果具有一致性，而且盐的加入对反应均匀度有所提高。