在“禁塑令”和“禁废令”的双重政策背景下,废纸的供应缺口与日俱增,造纸工业面临着严重的纤维原料短缺问题,急需寻找可替代的造纸原料。麦草在我国储量丰富,但传统的化学制浆方法存在麦草浆纤维短、滤水性能差、制浆黑液硅含量高、碱回收困难等问题。然而,氧碱法制浆因氧、碱协同作用,在较低温度下即可脱除木质素,不仅浆料白度高、强度好,还可有效缓解黑液中硅干扰的问题。因此,本论文以麦草为原料,探讨了氧碱制浆的最佳工艺条件,比较了基于Na2CO3或NaOH的氧碱制浆方法对纸浆成纸物理性能和黑液中木质素的影响。进而采用生物酶预处理技术,以期降低化学品用量,减轻污染,实现麦草氧碱浆的清洁生产,最后提取黑液中的木质素制备电极材料,并组装超级电容器,实现制浆副产物的高值化利用。首先,优化了氧碱制浆的最佳工艺条件,进而探究了相同用碱量的Na2CO3和NaOH对纸浆成纸物理性能及黑液中木质素结构的影响。研究表明,当保温时间为2 h、氧压为1.4 MPa、Na2CO3用量为18%、温度为135℃时,纸浆细浆得率为50.52%,抗张指数为83.13 N m g-1,撕裂指数为5.60 m N·m2 g-1,环压指数为7.44N m g-1,白度为33.26%ISO,Kappa值为15.23。在相同用碱量下,与NaOH氧碱浆相比,Na2CO3氧碱浆的细浆得率较高,抗张指数略低,蒸煮环境更温和,对设备腐蚀性小,所得浆料纤维表面较为光滑、平整,没有明显的破损,纤维较长且柔软,润胀效果好。NaOH氧碱浆纤维较短,细纤维化加剧,导致浆料滤水性能差。与基于NaOH氧碱制浆黑液木质素相比,基于Na2CO3氧碱制浆黑液木质素的分子量更小（8463 g·mol-1）,分子量分布更窄（2.90）,具有更好的均一性,拥有更高含量的酚羟基和羧基等含氧官能团,有利于后续研究应用。其次,采用生物酶对麦草进行预处理,探讨生物酶种类及用量对纸浆成纸物理强度的影响,比较了麦草形貌、纤维形态的差异。结果表明,脂肪酶可有效去除麦草表面的脂肪、蜡质,木聚糖酶可削弱木质素与半纤维素间及纤维素与半纤维素间的连接键,两种酶均可促进木质素的脱除,有利于后续碱液对纤维的浸渍、扩散和渗透。生物酶处理后,麦草纤维骨架变得更加疏松,内部出现空洞,壁腔变得薄而通透。浆料细小纤维含量明显下降,纤维长度增加,有利于提供更大的结合面积和更好的作用应力分布。二者复配处理较单一酶处理效果更佳,当脂肪酶和木聚糖酶用量均为15 U g-1时,纸浆细浆得率为58.10%,抗张指数为91.11N m g-1,撕裂指数为6.51 m N·m2 g-1,环压指数为7.22 N m g-1,白度为40.90%ISO,Kappa值为13.08。最后,以黑液中的木质素为功能材料,以氧化石墨烯为模板,在氢键和π-π共轭作用的推动下,通过一步水热法制备了木质素/石墨烯复合水凝胶（LGH）,并以此为自支撑的电极材料直接组装超级电容器,测试其电化学性能。结果表明,LGH内部具有相互贯穿的三维多孔网状结构,与石墨烯水凝胶（GH）相比,LGH的孔壁更薄,三维多孔网状结构分布更均匀,与电解液拥有更高效的离子传输能力,故电化学性能更佳。LGH质量比电容（144 F g-1,1 A g-1）约为GH（104.6 F g-1,1 A g-1）的1.38倍,并且具有较好的倍率性能（63.9%,10 A g-1）。当LGH在功率密度为10 W kg-1时,具有最高的能量密度（5 Wh kg-1）,远大于GH的最大能量密度3.63 Wh kg-1（18.95 W kg-1）。