摘要：近年来，环境污染问题与石油资源过度消耗的问题日益严重，人类亟需可代替石油能源的新能源，因此催生了很多新能源产业，风能，水能，太阳能等，这其中，生物质燃料以其产率高清洁环保不受地域时间环境限制的特点备受关注，其中生物乙醇是发展最迅速，发展前景最好也是应用最广泛的生物质燃料直以。但在生产生物乙醇的过程中，会受到多方面的影响导致成本增加得率降低。木质素作为生物质三大组成部分之一，在植物纤维中占的比例较大，又会与纤维素酶产生无效结合阻碍纤维素与酶的结合，对纤维素的酶解反应影响最大，在生物乙醇的生产预处理过程中需要尽可能减少木质素对酶解反应的影响。
本实验利用QCM仪器来探究木质素对于纤维素酶吸附作用的影响，包括生物质中木质素的比例和种类、采用原料的种类、纤维素的可及度等，利用精确度较高的QCM仪器进行反应质量微变的监测，最终得出木质素对纤维素酶吸附作用影响曲线。为预处理阶段制定合理的脱木素工艺条件起着指导的作用，对提高纤维素酶水解效率有着积极的意义。
关键词：QCM；木质素；纤维素酶吸附
- 生物乙醇
1.1生物乙醇简介
随着全世界化石资源的日益短缺与环境污染的逐年加重，世界人民迫切需要清洁可再生的能源用来替代化石能源或减少化石能源消耗，以风能太阳能地热能等为代表的新能源正以高速发展中，而生物质能源以其原料易得，分布广泛并且清洁高效的特点受到人们的极大重视。以生物乙醇为代表的新型生物燃料已经得到了较为广泛的使用，将生物乙醇与传统汽油混合，在不影响燃烧效率的前提下，减少了不可再生的化石燃料的消耗，在一定程度上对于减轻能源危机起到了十分积极的作用。仅2013年，全世界生物乙醇产量就已经达到8800万立方米，根据世界粮农组织预测，在2022年，生物乙醇燃料有望代替发达国家百分之四十的能源消耗[1]。但以甘蔗玉米为代表原料的第一代生物乙醇的扩产也导致了全球粮食价格的上涨，生物乙醇的生产成本也水涨船高，为降低成本，科学家逐渐将目光投向以树木秸秆等农林废弃物为代表原料的第二代生物乙醇生产，原料的预处理工艺问题与纤维素酶高价低效的问题也在不断被攻克中[2]。
燃料乙醇是目前世界上应用规模最大发展速度最快的新型能源，近十年间生物燃料发展平均增速为8.2%，是世界上增长最快的一种燃料[3]。但同时，由于生物乙醇生产过程中需要极为复杂的精馏操作，因此生物乙醇生产同样是耗能最高的产业之一 [4]，因此也限制了生物乙醇在很多不发达地区的推广发展。目前美国与巴西是世界上生物乙醇生产量最大的两个国家，总产量占世界生物乙醇产量的百分之七十以上。
1.2生物乙醇应用前提与我国发展生物乙醇的有利条件
乙醇完全燃烧时产生水与二氧化碳，热值高，常温下液态利于保存，作为一种清洁的可再生能源，乙醇被期望于代替汽油能源，植物中的纤维素是乙醇生产规模化的重要原料，因此将纤维多糖转化为纤维单糖（即可发酵糖）是生产生物乙醇的关键步骤，但纤维素的转化效率受制于生物质稳定的结构与木质素对催化酶的抑制作用[2]。所以生物乙醇的大规模生产与应用，必须要建立在通过一系列方法将纤维素高效转化为单糖的基础之上。
我国是农业大国，仅2016年全国农作物秸秆生产量就为八亿吨[5]，而这些生物质大多数经过简单的处理用于堆肥或直接焚烧，利用率较低，因此秸秆是我国规模化生产生物乙醇的理想材料。同时，利用农作物秸秆生产生物乙醇，也避免了“与人争粮，与粮争地”现象的出现，能够得到国家政策扶持。
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