玉米秸秆作为一种常见的木质纤维素原料,其产量丰富、来源广泛,是一种很好的可再生木质纤维素原料,秸秆类生物质资源的合理利用不仅解决了农作物秸秆焚烧带来的农业环境污染,同时变废为宝缓解了能源危机。但是由于植物在长期的进化过程中,演变出了一种自我保护屏障,其复杂而紧密的结构保护自身不受外界环境破坏的同时也给生物质资源的转化和利用带来了很多困难。本实验以玉米秸秆为原料,以充分认识木质纤维素各组分的分子结构及其相互键接关系,了解组分分子结构中影响组分分离性能的关键化学结构,为实现其全组分高值转化提供重要的理论参考和实践依据为目标,对芬顿预处理玉米秸秆促进其组分分离和酶解增效的作用机制进行了研究,并对巯基乙酸辅助芬顿处理玉米秸秆增加其酶解性能的作用机制进行了研究随后对预处理后的物料的乙醇发酵进行了初步研究。玉米秸秆经过芬顿预处理后,其酶解效率显著提高,同时木质素的分离更加清洁、高效,芬顿处理72h后木质素提取效率与对照相比提高了 254%,通过对处理前后玉米秸秆及其样品中提取的木质素进行结构表征和分析得出以下结论:芬顿处理后样品中提取的木质素分子量与未处理样品相比略有降低,其甲氧基和β-O-4键等木质素主要化学键变化不大,而其部分C-C键被破坏,如Bβ键的吸收强度在处理后消失,结合固态核磁碳谱的结果发现这些化学键的变化引起了半纤维素和木质素之间原有连接结构的破坏,木质素主体苯环结构没有发生大的变化,侧链与半纤维素连接的基团等被破坏,打破了其原有的“木质素-半纤维素”保护性屏障,导致其与半纤维素分离,因此部分半纤维素和木质素被脱除,从而在底物表面形成了大量孔洞和开放性的结构,暴露出底物内部的纤维素,进而提高了酶解性能和木质素的高效清洁分离。从组分上来说芬顿处理过程保留绝大部分纤维素的同时,脱去了部分半纤维素和少量木质素,玉米秸秆经芬顿处理72 h后,纤维素保留率为91.26%,半纤维素保留率为87.14%,木质素保留率为90.4%。随后对预处理前后的玉米秸秆样品进行了化学成分和物理结构的分析。芬顿处理前后玉米秸秆固态核磁碳谱结果显示芬顿处理后底物的半纤维素含量明显降低,XRD结果显示芬顿处理后样品的结晶度升高,同时FT-IR结果显示芬顿处理后无定型纤维素的含量明显升高,说明芬顿处理过程破坏了纤维素的结晶区,同时脱除了部分半纤维素和木质素,脱除无定型组分（半纤维素和木质素）引起的纤维素结晶度上升高于对纤维素结晶区的破坏而引起的纤维素结晶度降低,因此整体显示纤维素结晶度上升。芬顿处理过程打破了底物原有的结构顺序,在表面形成了大量的孔洞和片层结构,形成了开放性的结构,具有更大的粗糙度和比表面积及孔隙率;由于芬顿反应具有强烈的氧化效果因此芬顿处理后底物表面的氧碳比明显升高同时芬顿处理后底物的接触角测试表现出更强的亲水性,有利于纤维素酶的吸附从而提高酶解效果。通过实验初步阐明了巯基乙酸加速芬顿处理效果并缩短反应时间的作用机制:巯基乙酸加入后底物表面形貌的破坏程度明显增加,形成了大面积的开放性结构,同时其孔容积明显增加,更大的孔容积增加了底物的内表面,能容纳更多的纤维素酶,有利于纤维素酶的吸附,也更有利于底物内部纤维素的酶解,进而提高纤维素的转化效率。