纤维素原料的晶型结构和形态转化与其特性和应用联系紧密。纤维素原料在宏观条件下的晶型转化规律已经比较清楚,但对纳米纤维素这种具有超细结构的纤维素其规律是否还适用有较多的争议。本研究通过传统方法制备的纳米纤维素晶体(CNC-I),再经过不同碱浓度(1%~17.5%Na OH)处理,然后利用XRD,TEM,AFM,XPS,FT-IR等技术研究其晶型和形态的改变,来揭示纳米纤维素在碱处理时晶型和形态改变的特殊规律;最后还应用石英晶体微天平(QCM)研究了一种纤维素酶在不同晶型的纤维素纳米晶体薄膜表面的吸附和酶解规律。纤维素纳米晶体(CNC)碱处理后的变化结果显示纤维素在纳米尺度下的转化有一定的纳米尺寸效应,转变浓度从宏观纤维的12-15%Na OH下降到8%-12.5%Na OH浓度范围内。而且此转变浓度大小与范围和CNC的晶粒尺寸直接关联。在转变浓度范围内,CNC的晶型转化是一个渐进的过程,也就是纤维素I和纤维素II晶型同时存在,但比例与碱浓度有关。原子力显微镜和粒径分析表明在丝光化后CNC容易发生团聚。在酸水解丝光化MCC可以观察得到单个纤维素II,尺寸为20-30nm的小颗粒。TEMPO氧化丝光化CNC-I可以观察得到纤维素II为一些相互通连的颗粒结构。论文研究了在碱处理条件下单根CNC在晶型和形态的改变,揭示了纤维素I转化为纤维素II规律。利用XPS对其表面分析,表明碱处理后CNC表面氧碳比下降,羟基含量减少。从侧面为纤维素晶型转化过程中的链段折叠研究提供支持,并且对纤维素的酶吸附研究具有指导意义。QCM-D技术研究里氏木霉与纤维素晶体I、I/II和II在纳米尺度下的酶吸附和酶水解规律表明:在低温控制下的酶吸附和解吸附过程中,CNC-II最大酶吸附量最小,为179.20ng·cm-2,且有最大的可逆性吸附比率33.72%,并且与里氏木霉的连接最为紧密。在最佳酶水解温度下,CNC-II有明显优于其他的酶水解能力。通过XRD计算得到纤维素I与纤维素II具有相近的结晶度,并且AFM图显示了形态尺寸。研究结果表明纤维素的晶型是比酶吸附量和基质结晶度更重要的影响酶水解性能的因素。通过对纤维素在纳米尺寸下碱处理后晶型结构、形态和表面状态变化的研究,对理解纤维素II的晶型结构和纤维链段排列研究具有指导意义。并且两种球形纤维素II由于其尺寸小和球形结构等优良特性,其后续开发应用前景广泛。通过QCM-D技术揭示了纤维素底物的晶型结构对酶的吸附的数量和结构都有影响,为理解和揭示纤维素底物的晶型结构与酶的相互作用机制提供了证据。并从理论解释碱预处理木质纤维素提高酶解效率,并为纤维素酶吸附与水解研究提供实验参考。