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将木质纤维素原料转化为具有高附加值的新能源和新材料是当前研究热点。纤维素水解产物能进一步酶解制取燃料乙醇,因此对纤维素水解的研究具有重要意义。课题开展了文献报道较少的微波促进生物质炭磺酸催化木质纤维素水解反应的研究,取得了如下一些研究结果。1、以棉花、淀粉、竹粉、微晶纤维素等为原料,通过部分炭化和磺化制备了一系列生物质炭磺酸催化剂,并通过红外、热重、X射线衍射和光电子能谱等多种手段对其进行了表征。结果表明该类炭催化剂表面具有亲水的-SO3H.-COOH以及-OH官能团,并且是不定型结构。针对纤维素在水中的难溶性问题,开展了微波辐射促进生物质炭磺酸催化纤维素水解反应的研究,着重考察了催化剂类型、微波功率、温度和反应时间对这一多相水解反应的影响。结果表明该类催化剂在微波促进下,能有效催化这一水解反应,给出比液体硫酸催化体系远远高的转化数(TON=1.33-1.73 vs 0.02)。2、为了直接水解木质类纤维竹粉,我们率先开展了用微波促进用不同类型的卤代盐对竹粉进行预处理研究,结果表明,40%ZnCl2处理效果最好,其中半纤维素的含量从15.63%降至10.41%，木质素的含量从21.76%降至10.90%。在此基础上,以40%ZnCl2预处理的竹纤维为原料,开展了微波促进生物质炭磺酸催化这类竹粉水解反应的研究,着重考察了催化剂类型、溶剂、微波功率、反应时间和温度对这一水解反应的影响规律。结果表明在优化的条件下,经40%ZnCl2处理的竹纤维总还原糖得率高达32.4%,而未处理的竹纤维原料的总还原糖得率只有2.5%。3、本章节采用正交设计试验,对从造纸黑液提取木质素过程的影响因素进行了研究。在此基础上,以这种回收的木质素为原料,经过部分炭化,高压磺化制备了木质素炭磺酸催化剂,并运用FT-IR,XRD等手段进行了表征,结果表明磺酸基团成功嫁接到木质素炭表面,且催化剂也属于不定型结构。经过优化制备条件,木质素炭磺酸量最高可达1.64 mmol g-1。最后把该催化剂用于催化木质类纤维水解的反应,结果表明在优化的条件下,经40%ZnCl2处理的竹纤维总还原糖得率高达25.8%,并对木质素炭磺酸的经济价值进行了评估,结果表明该催化剂具有很强的工业应用价值。