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毛竹在木质化过程中其细胞壁化学组分和细胞腔内含物都会发生变化,从而影响竹材的性能及其加工利用。对竹材生长过程中木质素结构的研究,可以为竹材力学性能适应性和竹材加工工艺和高附加值利用提供参考数据。因此,竹材组分的清洁高效分离有利于对木质素结构的解析,各种分离方法的先进性可以为竹材剩余物的生物质化学向工业化转化奠定基础。本研究利用不同生长期的毛竹为木质纤维原料,基于球磨和酶解的方法获得新型原本木质素。此外,还利用新型绿色溶剂预处理方法分离木质素。并对所得样品结合红外光谱及核磁共振等研究木质素结构变化。所得结论如下:(1)为了更好地阐明竹材生长过程中的木质素积累和结构变化规律,本章采用基于球磨和酶解的方法从不同年龄的竹材中获得了酶解残渣木质素(DEL),该木质素相较传统原本木质素制备方法,具有得率高,代表性强等优势。二维碳氢相关谱(2D-HSQC)结果表明毛竹木质素属于典型的GSH型禾本科木质素,其侧链γ-位置具有一定程度的酰化现象,酰化主要来自于酯化的对香豆酸。2D-HSQC核磁共振半定量结果显示,不同竹龄木质素中所含主要连接键为β-O-4联接。随着竹龄的增加,木质素大分子的S/G值增加,H型木质素的含量在成竹中趋于稳定。此外,β-O-4的含量与S/G值呈正相关。(2)基于生物炼制的概念,本章采用水热处理(180℃、30min)选择性地断裂竹材中木质素与半纤维素之间的连接键,将半纤维素以低聚糖形式溶出,既可获得一定得率的低聚木糖,又可以促进后续木质素的提取。采用对甲苯磺酸预处理提取水热处理后的竹粉,发现木质素的得率随着对甲苯磺酸的浓度增加而增加。当对甲苯磺酸的浓度达到80%时,二维核磁共振结果显示木质素侧链结构已经被破坏。过高的对甲苯磺酸反应浓度会造成木质素结构的破坏。此外,在浓度为40%的回收实验中,木质素的得率有些许下降,但由于溶液酸性增加,联接键的信号加强,因此,对甲苯磺酸具有一定的可回收性。二维核磁半定量结果显示,相同处理条件下,随着竹龄的增加,β-5含量逐渐增加,β-O-4和β-β含量在减少。(3)本章还采用乳酸和氯化胆碱形成的DES体系对水热处理毛竹原料中木质素进行了分离提取。随着DES处理温度的上升(20min,110℃,120℃,130℃),木质素得率逐渐上升(59%-72%),分子量变大。此外,本章对DES溶剂的回收性能也进行了评价,发现DES循环三次后仍然保持基本不变的得率,说明了DES的回收循环性能较好。2D-HS QC核磁共振半定量结果显示,随着温度的上升,β-O-4的含量逐步降低,随着回收循环次数的增加,β-O-4的含量逐步下降,可能与回收的DES体系酸性增强有关(酸性增强会导致木质素醚键的断裂)。S/G比例随着温度逐步上升,然后又下降,说明DES处理过程中可能会导致脱甲基的反应,低温下G型木质素优先脱除,随着温度的提升,S和G型木质素均发生了脱甲基反应。DES三次循环实验也表明了这一点,随着循环次数的增加,体系的酸性越来越强,导致了S/G比例的降低。