全球范围的能源危机和资源匮乏问题日益严重,让人们对可再生资源的研究和应用更加重视。生物质纤维作为自然界中资源丰富的可再生资源,已成为制备纳米纤维素的主要原料。纳米纤维素以其自身的优良性能在各领域具有广阔的应用前景。目前,低能耗高效率的实现生物质纤维的微纳化已成为一个亟待研究的科学问题。机械力化学法是由机械力作用而引发物质的物理变化和化学反应,因其可以实现一般物理和化学反应难以实现的功能,被广泛应用于制备纳米晶体和纳米复合材料等。首先,总结研究纳米纤维素的研究背景和现状,分析纳米纤维素现有的制备方法,提出本文的实验方案和框架。其次,基于纤维素的溶解机理,确定氢氧化钠/尿素溶液预处理的工艺参数。分析物料在双磨盘机械力作用下的物理和化学性质的转化过程,提出生物质纤维的微纳化分丝机理。再次,利用预处理和机械力化学法相结合的方法制备纳米纤维素,通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X-射线衍射仪和傅里叶红外光谱仪分别对纳米纤维素的尺寸大小、亚显微结构、晶体结构和化学结构进行表征。最后,分析表征结果,经7.5%氢氧化钠/10%尿素溶液预处理的纳米纤维素悬浮液体系最为稳定。扫描电镜图表明纳米纤维素为网状结构,经预处理制备的纳米纤维素直径分布集中在0.05~0.6μm之间,平均直径为0.25μm,比未经预处理制备的纳米纤维素直径小,透射电镜图与扫描电图吻合。XRD和FTIR表明未经预处理的纳米纤维素为纤维素Ⅰ,预处理后的纳米纤维素出现纤维素Ⅱ,预处理后制备的纳米纤维素的相对结晶度低于未经预处理制备的纳米纤维素的相对结晶度,说明纤维素的晶体结构发生改变。