纤维素材料是自然界中取之不尽、用之不竭的可再生资源，其综合高效利用在能源替代与补充、减排温室气体、保护生态环境等方面具有重要的战略意义和现实意义。尤其是纤维素废弃物的能源化利用，有望减轻我国能源短缺的困难，在节能减排方面有不可替代的作用。因此利用纤维素废弃物制备生物能源产品和生物基化学品已经成为研究热点。首先，本实验根据离子液体溶解能力，并且对纤维处理后的酶解效果及其生物兼容性的考察，筛选出最佳离子液体和表面活性剂耦合使用处理秸秆。结果表明离子液体1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐（[Mmim][DMP]）对于纤维素材料的处理能力和生物兼容都较好。在预处理/酶解的过程中离子液体[Mmim][DMP]与表面活性剂吐温-80耦合使用，分别对桑皮粉和甘蔗渣预处理后比未加吐温-80预处理后酶解48h时的产糖率分别提高了16.59%、13.10%，而且对[Mmim][DMP]/吐温-80预处理桑皮粉后酶解效果进行单因素试验和响应面分析，得到的最佳预处理条件为：预处理温度为130oC，预处理时间为1h，底物与吐温-80质量比为0.90:1，底物与[Mmim][DMP]质量比为0.07:1，预处理转速为1500r/min，该条件下得到的再生秸秆酶解48h的还原糖产率达到80.12%，而该酶解液利用休哈塔假丝酵母发酵产乙醇，24h内乙醇的产量达到0.19g/g还原糖。总之，筛选出离子液体[Mmim][DMP]，其处理能力和生物兼容较好，可以与吐温-80耦合处理纤维素材料，处理后再生秸秆酶解48h的还原糖产率可达80.12%。其次，在离子液体原位酶解的过程中，加入吐温-80的离子液体处理组比离子液体单独原位酶解桑皮粉和甘蔗渣时，产率分别提高了11.75%、10.28%。进而利用响应面对[Mmim][DMP]/吐温-80原位酶解桑皮粉时进行分析得到的最佳条件为离子液体[Mmim][DMP]的浓度为8.9%，预处理时间为1.10h，底物与吐温-80质量比为7.47:1，此条件下原位酶解48h时还原糖产率可达到80.07%。因此，证明了表面活性吐温-80可以强化离子液体原位酶解秸秆的过程。最后，利用氧化石墨烯固定化酶后进行原位酶解。氧化石墨烯分别固定化纤维素酶、果胶酶、双酶混合在离子液体中原位酶解48h时还原糖的产量为2.87、2.54、3.25mg/mL，固定化双酶的原位酶解产糖量高于固定化单酶，可见两种酶的共同作用更有利于桑皮粉的酶解。结果表明氧化石墨烯固定化酶在离子液体中稳定性较好，双酶固定化形成协同作用，可以高效酶转化天然纤维材料。综上所述，磷酸盐离子液体与酶耦合处理工艺可以高效转化天然纤维素。以天然的桑枝等纤维素材料为替代原料，生物兼容性好的磷酸盐类离子液体为替代溶剂，采用酶（纤维素酶、果胶酶）和微生物进行催化转化，可以应对绿色化工面临的三大挑战，实现绿色化工过程，为生物质能源提供有用的工艺过程和数据支持。