在过去几十年间,人类大量消耗、使用化石能源,造成了严重的环境污染问题。木质纤维素类生物质由于其可利用性及可再生性,被视为是一种有前途的能源替代资源,在全球范围内引起了广泛的关注。木质纤维素类生物质可以通过水解产生单糖,在此基础上我们可以建立一个糖平台,进而生产各类液体燃料及一些高附加值化学品等糖下游产品。木质纤维素类生物质的主要水解方式有酸水解和酶水解两大类：通常生物质酶水解反应效率很低,一方面是由于纤维素高度有序的晶体结构,另一方面是由于纤维素、半纤维素和木质素之间形成的复杂结构,使纤维素很难充分接触到纤维素酶；酸水解虽然有很多缺点,但酸水解具备水解强度大、反应速度快、转化率高、适应性强等优点,尤其是被认为现阶段最易实现产业化的生产技术之一,一直吸引着一批科研工作者的研究。木质纤维素中的半纤维素组分,在现有水解技术条件下,酸水解反应很容易进行；但纤维素呈现高聚合度形态及存在高度有序的晶体结构,这使得纤维素酸水解生产单糖反应很难发生；然而纤维素在木质纤维素中的含量最高,约占40%,因此如何实现纤维素高效水解制备单糖,对于利用生物质资源生产能源产品和高附加值化学品有着重要的意义。纤维素聚合度和晶面指数作为纤维素酸水解过程中的两大重要结构特征,为了研究其对纤维素酸水解的影响,首先利用稀盐酸处理滤纸和微晶纤维素来探究纤维素聚合度的变化,同时建立纤维素聚合度和稀盐酸浓度、反应温度和反应时间之间的动态数学模型。随后通过稀酸水解处理后的样品,测定葡萄糖产率,水解条件为：1wt%稀盐酸、水解温度140℃、水解时间30min、反应固液比为1：40。随着聚合度和晶面指数的改变,纤维素稀酸水解过程中葡萄糖产率有了显著的提升(滤纸,9.2%增加到14.3%；微晶纤维素,1.2%增加到10.1%)。利用氢氧化钠溶液处理脱脂棉样品来改变纤维素晶面结构,当脱脂棉在15%氢氧化钠溶液浓度,50℃下处理30分钟,处理后的脱脂棉样品稀酸水解葡萄糖产率由处理前的9.5%提升至19.7%。实验结果表明,聚合度和晶面指数是影响纤维素酸解葡萄糖产率的两个重要因素。除了探究聚合度和晶面指数对纤维素酸解的影响外,本文还利用双相体系水解玉米秸秆,同时结合两步水解法(第一步水解半纤维素制备木糖,第二步水解纤维素制备葡萄糖)制备单糖。水相糖浓度有了大幅的提升,方便后续对于单糖的利用；同时两步法水解玉米秸秆生物质,能使各组分水解更加充分,有效提升玉米秸秆水解效率,增加单糖收率。