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禾本科木质纤维生物质的细胞壁具有复杂的同心层状结构,化学组分分布呈现明显的不均一性,是生物质天然抗降解屏障的主要因素。预处理技术可以打破细胞壁的这一屏障,并促进化学组分高效分离和高值转化。本研究选择芒属植物奇岗(Miscanthus×giganteus,M×g)为原料,利用显微及显微光谱技术阐明了细胞壁的复杂结构和稀酸预处理(Diluted Acid,DA)中木质素的溶解规律,结合红外光谱(FT-IR)及核磁共振(NMR)等技术研究了木质素的结构变化,并对稀酸预处理和碱处理分离的木质素进行结构和热学性能表征。所得主要结论如下：1.采用扫描电子显微镜(SEM)观察奇岗节间组织,主要包括表皮细胞、皮下纤维、维管束(原生导管、后生导管、筛管及其周围的厚壁纤维)以及薄壁细胞等；利用透射电子显微镜(TEM)观察厚壁纤维的超微结构,可以清晰辨别出细胞角隅(CCML).复合胞间层(CML)和次生壁(SW)区域,有些SW具有多层结构；原子力显微镜(AFM)的结果表明SW的微纤丝角为70°-80°和25°-30°；采用荧光显微镜(FM)和共聚焦拉曼显微光谱技术(CRM)研究了木质素的局部化学,结果表明木质素的分布具有不均一性,维管束导管木质化程度高于厚壁纤维和薄壁细胞,厚壁纤维中木质素和羟基肉桂酸(HCA)浓度均为CCML>CML>SW:2.共聚焦拉曼显微光谱技术(CRM)和高效阴离子交换色谱(HPAEC)的研究结果表明稀酸预处理可以有效降解半纤维素,部分溶解木质素和HCA,溶出率均为SW>CML>CCML,且SW和CML中木质素比HCA更易溶出,而CCML中二者的溶解程度较为一致；采用凝胶色谱(GPC)和二维核磁共振技术(2D-HSQC NMR)研究了稀酸预处理前后MWL的结构,结果表明稀酸预处理可以减少MWL中碳水化合物含量,打断β-O-4联接,降低分子量,S/G从0.69上升至0.78；3.基于稀酸预处理和碱法提取木质素,HPAEC、GPC、FT-IR和2D-HSQC的研究表明这种综合方法比单独使用碱法提取木质素得率高,得率从31.55%提升至60.58%；处理前后均含有较少碳水化合物(1.31-2.62%),分子量较低,木质素是HGS型,主要联接有βO-4、β-β、β-5、β-1、α、β-二芳基醚键等,且木质素中阿魏酸和对香豆酸以游离形式存在,差热热重分析表明稀酸预处理可以提升木质素的热稳定性。