氢能因其热值高、可再生、利用形式多样等被认为是最具发展前景的可再生能源。光发酵制氢可将氢气生产、太阳能利用和废弃物处理结合起来,是具有发展潜力的制氢方法之一。玉米芯作为主要的光发酵制氢原料,含有丰富的纤维素和半纤维素,但是其结构复杂,难以降解,影响其能源转化利用率。光发酵制氢过程包括原料的预处理、酶解糖化和生物制氢过程,而预处理决定了酶解产糖量和光发酵制氢能力。为了提高玉米芯的光发酵制氢能力,需寻求绿色、高效的秸秆类生物质预处理方式。低共熔溶剂（DES）作为一种有机绿色溶剂,成本低、毒性小、合成简单和可生物降解,被广泛应用于气体吸附、电化学和纳米材料合成等领域,同时DES具有溶解木质素和保护多糖的能力。因此,本文利用氯化胆碱为氢键受体（HBA）,乙醇胺为氢键供体（HBD）合成DES,研究DES预处理对玉米芯组成和结构的影响,开展DES预处理玉米芯的酶解和制氢能力研究,并利用BBD（Box-Behnken Design）模型优化DES预处理玉米芯的制氢工艺参数,结果表明:（1）利用合成的碱性DES处理玉米芯,研究了预处理条件（温度、时间、液固比和DES摩尔比）对玉米芯组成的影响,获得预处理温度为50℃、预处理时间为12 h、液固比为25:1、DES摩尔比为1:6时,木质素去除率达到83.12%,纤维素保留率达到93.11%。同时利用电子扫描电镜（SEM）、热重（TG）和傅立叶红外光谱（FTIR）分析了DES预处理前后玉米芯的结构和官能团等,证明了DES预处理能有效改变玉米芯的组成和结构,有利于后续酶解的进行。（2）DES预处理可减少玉米芯水解过程纤维素酶的使用量,最适酶负荷为6.12 FPU/g;在木质素去除率和纤维素保留率较高的条件下,玉米芯内部原有的强氢键被破坏,导致木质素与碳水化合物之间的酯键断裂,使得玉米芯酶解产糖效果较好,酶解过程总还原糖浓度为53.91～57.99 g/L,而且葡萄糖的产量与预处理后玉米芯纤维素含量变化规律基本一致,木糖产量受预处理后玉米芯木聚糖含量影响。（3）DES预处理是一种有效的光发酵制氢原料预处理方法,可促进光发酵制氢的进行,玉米芯50℃预处理的产氢量是未处理玉米芯产氢量的3.10倍,而且DES预处理玉米芯的酶解为光合细菌产氢提供了充足的还原糖,提高了光发酵制氢系统的产氢速率。利用修正的Gompertz方程对DES预处理玉米芯光发酵制氢进行了动力学分析,得到最大产氢潜能为798.87 m L,最大产氢速率为12.85 m L/h,同时DES预处理使光发酵产氢延迟期从33.58 h有效缩短至16.53 h。（4）响应面法优化了DES预处理玉米芯的制氢工艺,发现预处理温度对光发酵制氢的影响最为显著（P＜0.0001）,其次是预处理的液固比和预处理时间。光发酵制氢过程DES预处理温度和预处理时间的交互作用最大,对累积产氢量的影响最显著（P=0.0054＜0.05）。DES预处理玉米芯光发酵制氢最优预处理工艺条件为预处理温度50.87℃、预处理时间12.37 h、液固比26.10:1,此条件下的累积产氢量最大为769.29 m L,与实际累积产氢量相差甚小。