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植物纤维是生产可再生能源和精细化学品的天然可再生原材料。由于植物细胞壁具有复杂的化学结构及顽抗的抗降解性,增加了植物纤维转化为能源产品过程中的难度,因此需要对植物纤维原料进行预处理,破坏半纤维素和木素对纤维素的包裹作用,以提高植物纤维素的水解效率。本文以新型禾本科能源作物——杂交狼尾草为研究对象,探究了1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐（[Amim]Cl）体系和氧气（O2）/1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐（[Emim]Ac）体系预处理对杂交狼尾草纤维素酶解效率的影响。首先,采用中心组合设计方法设计实验方案,结合响应面法（RSM）确定了较优的[Amim]Cl预处理工艺条件为:预处理温度139℃、反应时间178 min和固体含量9.06 wt%,在此处理条件下,相对于酶水解样品的葡萄糖得率为72.21%。建立了预测葡萄糖得率的二次模型,经过方差分析（ANOVA）模型的F和R2值分别为65、0.9832,具有较高的显著性。统计分析结果表明:预处理温度与固体含量的交互作用对后续酶解效率的影响更加显著。其次,探究了[Amim]Cl预处理前后杂交狼尾草纤维微观结构及酶解性能的变化。组分分析结果表明:[Amim]Cl预处理后杂交狼尾草纤维素相对含量提高了22.90%,半纤维和木素含量分别降低了31.25%、12.78%。红外光谱（FT-IR）结合高斯拟合函数计算结果表明:[Amim]Cl预处理后杂交狼尾草中的木素-碳水化合物之间的链键和聚木糖C=O键受到了破坏,纤维分子间氢键O（6）H…O（3`）的相对含量降低了12.9%,而分子内氢键O（2）H…O（6）和O（3）H…O（5）的相对含量均分别增加了2.2%和10.9%。X-射线衍射技术（XRD）分析表明:[Amim]Cl预处理后,杂交狼尾草纤维由天然的Ⅰ型纤维素转变成了Ⅱ型纤维素,相对结晶度和微晶尺寸分别降低了20.79%和42.22%。比表面积及孔径分析仪（BET）和环境扫描电镜（SEM）分析表明:[Amim]Cl预处理后杂交狼尾草样品表面的粗糙度及孔隙度增加,比表面积由0.15 m2/g增大到10.11 m2/g。为了进一步降低预处理过程的能源消耗,提高预处理效率,又探究了O2/[Emim]Ac体系预处理对杂交狼尾草纤维素酶解效率的影响,确定了较优的预处理工艺条件为:温度120℃、反应时间30 min和固液比1∶20（w/w）,此条件下,预处理后杂交狼尾草的葡萄糖得率相对于原料提高了9.4倍,且[Emim]Ac经过3次重复利用后依然具有良好的预处理能力。组分分析结果表明:[Emim]Ac预处理后杂交狼尾草纤维素相对含量提高了17.18%,半纤维和木素含量分别降低了14.63%、67.36%。FT-IR结果显示:O2/[Emim]Ac体系预处理后杂交狼尾草中的木素-碳水化合物之间的链键和木质素的芳环骨架结构受到了破坏。XRD分析结果表明:O2/[Emim]Ac体系预处理后杂交狼尾草的相对结晶度提高了15%。SEM分析结果显示:经过O2/[Emim]Ac体系预处理后杂交狼尾草表面的纹孔膜破裂,暴露出大量孔洞,细胞壁的致密结构遭到了破坏。