随着全球化石能源的消耗,能源资源和环境污染问题日益严重,越来越多的研究者开始寻找更加清洁高效的资源。玉米苞叶作为可再生的木质纤维原料,相比木材纤维,具有来源广泛、周期短、柔软性好、强度高和伸长率高等优点。因此,其开发利用受到了广泛关注。甲酸作为一种有机酸,能够简单回收利用,用甲酸预处理玉米苞叶将其转化为有价值的材料,不仅对环境友好,还可以有效地减低原料成本,对于实现人类社会的可持续发展具有重要意义。本论文以玉米苞叶为研究对象,首先用机械预处理分离出玉米苞叶长纤维(Corn husk filament,CHF)和玉米苞叶短纤维(Corn husk powders,CHP),随后甲酸水解结合高压均质机处理将玉米苞叶分离得到纤维素纳米纤丝和木质素,且纤维素纳米纤丝制备可得到纳米纸。探究了甲酸预处理前后玉米苞叶成分变化,量化了玉米苞叶长纤维和玉米苞叶短纤维对纤维素产品的影响和木质素对纳米纸的影响。研究结果如下:(1)使用甲酸水解预处理玉米苞叶前后的化学组分和结构表征表明,脱除了 90%以上的半纤维素,分离得到80%左右的木质素。甲酸和纤维素表面的羟基发生酯化反应,与初始原料相比,水解后的浆料的结晶度更高。(2)用甲酸水解后分级得到的两种不同的纤维素残余固形物为浆料,对得到的纳米纤维素纤丝和纳米纸进行物理性能测试和表征。结果发现相比玉米苞叶短纤维,玉米苞叶长纤维具有纤维长和结晶度高等特性,更易被水解,而且得到的纤维素纳米纤丝的直径更小,结晶度更高,从而形成的纳米纸显现出更好的机械性能。纳米纸的最大拉伸强度和韧性为177.6±6.1 MPa和13.3±1.7MJ·m-3,另外,纳米纸具有高的结晶度,热稳定性好,提高了其耐水性能和阻隔性能。(3)将甲酸水解分离得到的木质素和纤维素纳米纤丝按不同比例混合,共混得到含木质素的纳米纸,对分离的木质素和额外添加木质素的纳米纸进行结构表征和性能测试。结果发现Lignin-CHF(L-CHF)的S/G占得比例是0.14,要高于Lignin-CHP(L-CHP)的S/G(0.08),额外添加木质素的纳米纸不仅具有好的紫外屏蔽性能和阻隔性能,而且相比原始的纳米纸(8-22 MPa),其湿强度显著提高到67 MPa。