可再生木质纤维素生物质资源的全组分高效利用对于实现生物炼制可持续发展以及摆脱对化石能源的依赖至关重要。但目前尚存在诸多挑战制约着生物炼制的规模化和商业化应用,例如生物质生物转化效率不高和木质素高附加值利用困难。本研究从创新预处理工艺及新型木质素制备两个方面出发,以提升生物质生物可降解性和获得易于后续转化利用的木质素原料。针对生物质高固预处理中木质素脱除及酶解效率不佳的问题,本研究开发了温和的新型离子液体-乙二胺协同预处理。结果表明,预处理中离子液体与乙二胺的推荐比例为90:10,该比例既可避免更高乙二胺添加比例造成的木聚糖损失,也足以最大化酶解效率。在高固含量条件下（36 wt%）,相比单独离子液体预处理,协同预处理能够使木质素脱除率提高两倍以上,葡萄糖得率从77%提升至94%。玉米秸秆最初连续完整的超微结构也得到了更有效的破坏,使离子液体在协同预处理过程中更易进攻纤维素的氢键网络,纤维素真实结晶度从1.43降低至0.8-1.0,而木质素天然的β-O-4结构在协同预处理中得到了更多的保留。针对生物炼制木质素水溶性差以及缩合程度高的缺陷,本研究利用乙二胺固态预处理从玉米秸秆中分离出一种具有优异水溶性和低缩合程度的新型胺化木质素。乙二胺处理体系中发生的氨解、亲核进攻以及席夫碱反应使木质素结构中引入了大量的亲水性胺基及酰胺基,从而赋予了这种胺化木质素在宽p H范围内极高的溶解度（≥86 wt%）。此外,预处理过程中极高固液比（1:0.8,g/m L）的应用使反应体系保持固态,降低了活性木质素中间体的可移动性,在物理上限制了木质素的缩合。而木质素的α-胺基化起到封闭活性反应位点和增大空间位阻的作用,在化学层面上抑制了木质素缩合反应。再缩合反应的被抑制使天然木质素能够在乙二胺预处理体系中被广泛解聚成低分子量片段（Mw=1200-1400 Da）。综上所述,本研究提供了温和高效的固态预处理技术,将进一步促进高固含量预处理在木质纤维素燃料乙醇生产和木质素高值化中的应用。而对预处理机制以及木质素结构性质变化的深入剖析为后续转化利用木质素提供了理论基础。