生物质能在我国现今的能源消费结构中,所占比例较低,具有巨大的发展潜力。生物质能具有可再生、分布广泛和低廉易得等优点,但也存在结构松散和能量密度低等不足,限制了生物质的高效转化与利用。目前,水热热解技术因其工作条件温和,而被认为是最具希望的生物质高值转化利用技术。此外,生物质水热热解后的液体产物中富含酸、酚、酮类等有机物,有潜力作为制备木醋液的新途径。本研究使用Box-Behnken设计方法对水热热解条件固液比、温度和停留时间进行组合设计。以棉秆为实验原料,按不同组合设计在高压反应釜中进行水热热解实验,然后对所得的液体产物粗制品进行精制,测量液体产物精制品的产率及pH值。利用响应曲面法研究固液比、温度和停留时间对液体产物精制品产率及pH值的影响。其次,分别在产率和pH值最优组合设计下制备液体产物精制品并分析其中的有机成分,通过对比传统热解木醋液中的有机成分以评估生物质水热热解制备木醋液的可行性。结果表明:温度对液体产物精制品产率及pH值的影响程度最大;液体产物精制品产率的最佳组合设计为固液比0.05w/w、温度280.00°C和停留时间0min;液体产物精制品pH值的最佳组合设计为固液比0.05w/w、温度251.43°C和停留时间0min;液体产物精制品中主要的有机化合物种类与传统热解木醋液基本一致,含量更多。在上述基础上,深入考察不同水热热解温度对水热木醋液精制品基本性质、产率及有机成分的影响。结果表明:水热木醋液精制品的折光指数与pH值呈现出良好的相关性;水热木醋液精制品的产率随温度的升高(180~230°C)不断增加,并在230°C达到最大值为65.2%,随后在230~280°C范围内呈先降低后增加的趋势。酚类是在温度260°C以上制得的水热木醋液精制品中主要的有机组分。在前述基础上,进一步添加过氧化氢以考察氧化过程对在不同水热热解温度下制得水热氧化木醋液基本性质、产率及有机成分的影响。结果表明:水热氧化木醋液精制品的pH值随温度的升高(180~280°C)呈现出不断增加的趋势,而折光指数与之相反;随温度的升高(180~230°C),水热氧化木醋液精制品的产率在200°C时增大至58.8%,然后减少并在230°C达到最低为50.0%,当温度升至280°C时,产率先增大后减少,并在260°C达到最大值为68.0%;与相同温度下制得水热木醋液精制品的成分相比,水热氧化木醋液精制品中相同的酸类和酚类化合物在低温下较为丰富,而酮类和呋喃衍生物基本未发生变化。综上所述,添加氧化剂可以降低制备富含酸类及酚类水热木醋液的条件。