木质纤维生物质是自然界中储量丰富的可再生资源,它主要由纤维素、木素和半纤维素通过不同化学键连接而成。由于复杂的结构与组成,使得其高值化利用受到了极大的限制,尤其是对木质纤维生物质全组分的直接利用。化学酯化改性是一种提高木质纤维生物质可加工性能的一种简单而有效的方法。然而,对改性后的木质纤维生物质全组分的进一步应用的研究却十分有限。因此,本文以蔗渣为木质纤维生物质原料,研究了不同蔗渣酯化改性产物用于静电纺丝的纺丝性能,探索了静电纺丝得到的蔗渣酯基纳米纤维在不同领域的应用,为木质纤维生物质全组分的直接高值化应用提供理论依据和技术支撑。（1）通过用不同的直链酸酐和环状酸酐对蔗渣进行均相酯化改性,分析了不同酯化产物的化学结构及其溶解性能的变化,评价了不同酯化产物的纺丝性能并优化其纺丝条件,同时对碳化后的蔗渣酯基碳纳米纤维的结构及性能进行表征与分析。结果表明,直链酸酐酯化改性的取代度要高于环状酸酐,而环状酸酐酯化改性有更高的得率。同时,蔗渣的直链酸酐酯化产物具有更好的溶解性、热稳定性以及纺丝性能。利用不同的蔗渣直链酸酐酯化产物与聚丙烯腈（PAN）进行混纺后发现,随着酯化产物比例的增加,纺丝溶液的粘度和电导率均呈下降的趋势,其中,蔗渣乙酰酯具有最好的纺丝性能,当其比例为70%时仍能得到完整均匀的纳米纤维。经过碳化后,蔗渣酯基碳纳米纤维比纯PAN碳纳米纤维具有更小的直径、更大的比表面积以及更多的缺陷结构,这使得蔗渣酯基碳纳米纤维在电化学催化及储能方面具有更好的应用前景。（2）通过静电纺丝对蔗渣乙酰酯、PAN以及金属钴盐混纺得到纳米纤维,然后对其进行碳化、退火以及磷化处理后得到Co P/Co2P异质结构的蔗渣酯基碳纳米纤维催化剂。蔗渣乙酰酯基碳纳米纤维催化剂的比表面积（233.45 m~2/g）远高于纯PAN碳纳米纤维催化剂的比表面积（64.04 m~2/g）。通过对不同催化剂的催化性能检测发现,在800℃下进行碳化后所制备的蔗渣酯基碳纳米纤维具有最优的催化析氢和析氧性能。在0.5 M H2SO4和1 M KOH溶液中的电催化析氢过电位（10 m A/cm~2）分别为133 m V和155 m V,且在1 M KOH溶液中具有超过商业Ir O2的电催化析氧性能(η10=291 m V),该催化剂在碱性溶液进行全解水仅需要1.67 V的电压就能达到10 m A/cm~2的电流密度,同时也具有良好的催化循环稳定性能。（3）以蔗渣乙酰酯为主要原料与PAN混纺得到纳米纤维。通过预氧化以及碳化处理得到相应的碳纳米纤维,并优化了蔗渣乙酰酯的比例、升温速率以及碳化温度等工艺条件,研究了在碳化过程中蔗渣酯基碳纳米纤维多孔结构的形成机理,评价并探索其作为超级电容器电极材料的储能性能及机理。实验结果表明当蔗渣乙酰酯添加比例为50%,碳化的升温速率为8℃/min,碳化温度为800℃时,蔗渣酯基碳纳米纤维具有最大的比表面积（452.12 m~2/g）,同时,其分级多孔结构使得碳纳米纤维具有良好的柔韧性。在三电极体系中,当电流密度为0.5 A/g时,比电容（Cs）达到了289.5 F/g（1 M H2SO4）,相应的比表面积比电容为64.0μF/cm~2。通过组装全固态柔性超级电容器并评价其储能性能,当电流密度为0.2 A/g时,该电容器的比电容为145.3 F/g,经过5000次循环充放电之后,其电容保留率为111.8%,同时,其库伦效率一直保持在99%以上,这说明该电容器具有优异的循环以及倍率性能。此外,该电容器还具有很高的能量密度（18.9-56.0 W h/kg）以及功率密度（3.16-1.26 k W/kg）。（4）用不同酯化试剂对蔗渣进行转酯化改性,考察了不同转酯化产物的化学结构及热稳定性能,优化了不同转酯化产物的纺丝工艺,并进一步评价蔗渣酯基纳米纤维膜油水分离性能。实验结果表明蔗渣转酯化反应取代度随着支链长度的增加而降低,蔗渣经过酯化改性后其热稳定性以及溶解性能均有所提高。静电纺丝的最佳工艺条件是:纺丝浓度为5%,溶剂为氯仿,蔗渣酯与聚氧化乙烯（PEO）的比例为9:1。蔗渣酯基纳米纤维具有均匀的多孔结构,这主要得益于在纺丝过程中溶剂氯仿的快速挥发。蔗渣经过苯甲酸乙烯酯改性后进行纺丝得到的纳米纤维膜（SCB-VBZ/PEO）具有优异的油水分离性能,对不同的油水混合溶液的分离效率均在98.5%以上,分离后得到的油相纯度均达到99.9%以上。同时,该蔗渣基纳米纤维膜仅在重力的作用下对多种油/水乳液进行了高效分离,分离通量也达到了419 L/（m~2·h）,且具有良好的循环稳定性能。因此,这种蔗渣基纳米纤维有望在油水分离领域得到广泛的应用。