由于环境的污染和能源危机的加剧,人们对可再生的洁净资源进行了大量开发和利用。其中,以来源广泛、价格低廉的农作物秸秆为原料,高选择性催化液化制备化学品是生物质高值化利用的重要途径之一。质子型离子液体是一种结构稳定、酸性可调且可循环使用的新型催化剂,其作为有效的催化剂可以将多个处理过程整合优化至一个步骤中,包括木质生物质组分的分离和多糖的水解。本文根据当前的木质生物质组分催化液化技术研究中面临的木质素资源尚未被完全有效的开发利用、目标产物选择性低及催化回收工艺复杂等问题,系统地建立了“一锅法”转化和“木质素优先”分级转化两种不同类型的生物质全组分利用的反应体系,实现了木质生物质中的多糖选择性催化转化为乙酰丙酸乙酯和木质素的分离及其应用,并深入研究了这些反应体系的化学反应特性和变化规律:（1）以玉米秸秆为原料,质子型离子液体为催化剂,采用“一锅法”液化木质生物质转化为乙酰丙酸乙酯并提取木质素。探索木质生物质与离子液体的耦合作用和木质素提取分离的机理。实验发现,当[C3H6SO3Hmim]HSO4用量8 mmol、玉米秸秆用量4 g、反应温度200°C、反应时间1.5 h和溶剂用量100 m L（乙醇与水体积比为:3:1）时,乙酰丙酸乙酯收率最高,为24.72%,提取木质素的产率可达92.45%。通过扫描电子显微镜、热重、傅里叶红外光谱以及X射线衍射分析液化后的玉米秸秆残渣发现,液化过程中降解的小分子木质素发生了一定程度的缩合,生成的固体残余物为腐殖质和碳渣。此外,木质素的碳氢二维核磁共振分析表明,木质素具有稳定的结构,这为其高值化应用奠定了良好的基础。（2）以玉米秸秆为原料,质子型离子液体[B2-HEA][OAc]为预处理剂,采用“木质素优先”两步法脱除木质素,随后利用醇解液化技术定向强化木质生物质转化为乙酰丙酸乙酯。首先考察了预处理温度和时间对预处理效果的影响。在最大生物质负载量（液固比为10:1）、预处理温度150°C、预处理时间5 h时,纤维素和半纤维素的回收率最高,分别为83.78%和67.20%。同时脱木质素率可达到70%。其次考察了预处理后玉米秸秆转化为乙酰丙酸乙酯的最佳液化条件,当液化温度为200°C、预处理时间为1.5 h时,乙酰丙酸乙酯的最大产率可达48.97%。（3）以（1）中分离回收的木质素为原料,通过羧基官能团化木质素与溶液界面的调控和自组装,合成了环保型、可循环利用的羧甲基化木质素纳米球（CLNPs）。CLNPs吸附剂具有较高的羧基含量和比表面积,平均直径为107 nm。CLNPs对Cr（VI）的吸附容量为165.4 mg·g-1,去除率为99.27%。CLNPs的吸附机理主要是与Cr（VI）的络合作用。在0.1 M Na OH溶液中,吸附的Cr（VI）金属离子易于从CLNP吸附剂中脱除。CLNPs对金属离子的吸附具有良好的可重复利用性,在废水处理方面具有很大的应用潜力。