在环境污染日益严重、全球能源日趋短缺的情况下，如何高效地利用可再生资源、实现绿色可持续发展成为亟待解决的问题。纤维素是世界上储量最大的天然高分子资源，具有来源广泛、可再生、生物相容性好等优点。利用纤维素来制备高附加值的新材料为解决环境污染和能源紧缺等问题提供了新思路。然而纤维素分子内和分子间存在的三维氢键网络结构阻碍了对纤维素的加工和利用，研究溶剂体系对纤维素氢键网络结构的破坏并对其进行调控，进而实现对纤维素从解纤到溶解的调控和对纤维素解纤程度的调控，对于纤维素的工业化加工和高效利用有着至关重要的意义。　　本论文从纤维素的聚集态结构出发，系统研究了在机械力场作用下，纤维素在不同比例的离子液体/共溶剂体系中的氢键网络结构和形貌结构的变化。此外，探索了酯化纳米纤维素在微生物燃料电池的气体扩散层方面的应用。　　1.离子液体/DMSO体系对纤维素氢键的破坏及其调控机理研究　　在机械力场的协同作用下，通过控制AMIMCl在AMIMCl/DMSO中的比例，实现对纤维素从解纤到溶解的调控，并且可以调控纤维素的解纤程度。提出了纤维素在AMIMCl/DMSO体系中解纤的机理:在AMIMCl/DMSO体系中，AMIMCl内部的三维氢键网络结构被DMSO破坏形成离子团簇，离子团簇与纤维素的羟基之间形成氢键，破坏了基元原纤之间的氢键网络结构，使基元原纤沿(1-10)和(110)亲水晶面发生滑移进而解纤。当AMIMCl含量进一步增加，纤维素逐渐发生溶解，纤维素晶型由Ⅰ型转变为Ⅱ形和无定形结构。　　2.离子液体/H2O体系对纤维素氢键的破坏及调控　　在AMIMCl/H2O溶剂体系中通过球磨法制备了纳米纤维素，通过控制AMIMCl在体系中的含量可以实现对纳米纤维素解纤程度和形貌的调控，解纤程度随AMIMCl质量分数的增加而增加。　　3.纳米纤维素在微生物染料电池领域的应用　　以玉米芯纤维素为原料制备疏水的酯化纳米纤维素(E-CNF)，通过真空抽滤的方法来组装微生物燃料电池(MFC)的空气阴极(AC)气体扩散层(GDL)。与传统的PTFE空气阴极气体扩散层(ACPTFE)相比，ACE-CNF具有更好的具有优异的电化学性能和实际产电性能，为纳米纤维素的应用提供了新的思路和方向。