随着全球化石燃料供应的日益短缺和使用化石燃料带来的环境恶化问题不断突出,寻找一种可替代的可再生能源迫在眉睫。木质纤维素废弃物是地球上最丰富的可再生生物质,其中稻秆作为最丰富和最具吸引力的木质纤维素废弃物之一,具备用来生产生物燃料的巨大潜力。但是由于稻秆自身的紧密抗性结构,很难直接被降解,需要经过有效的预处理来破坏木质素和半纤维素对纤维素的包封结构,提高稻秆的可降解性能。近些年离子液体预处理木质纤维素受到很多关注,因为离子液体有着独特的高热和化学稳定性、环境友好、能溶解许多种物质,并且能回收循环使用等性质。本论文探究了温和碱性H₂O₂与离子液体水溶液联合预处理稻秆的可行性,对预处理效果进行了评价,并通过一系列表征方法初步研究了联合预处理的机制。在此基础上探究了高底物浓度下批次补料工艺对酶解的影响和酵母乙醇发酵,此外还详细研究了离子液体的循环利用。优化出的温和碱性H₂O₂处理稻秆条件为:3%（w/w）H₂O₂,15%（w/v）固体载量,pH 11.5,温度30°C,时间2 h。采用温和碱性H₂O₂与最优含有30 wt%水的离子液体[Bmim]Cl水溶液联合预处理稻秆,能显著提高稻秆的酶解效率和发酵效率至92.1%和91.0%。碱性H₂O₂能通过自由基氧化去除部分木质素,破坏稻秆的结构,有助于稻秆中的无定型组分溶解在[Bmim]Cl水溶液中,使得大量木质素被去除,联合预处理木质素去除率可达到63.8%,结晶度由未处理稻秆的29.2增加到联合预处理稻秆的46.8。分别研究了预处理的稻秆在高底物浓度下的酶解和发酵性能。考察了降低酶量对酶解的影响以及不同补料模式下的酶解情况,降低酶的用量,联合预处理的稻秆仍能维持较好的酶解效果。在30%（w/v）底物浓度下,补加酶的方式能提高联合预处理稻秆的酶解效率,在酶解48 h时,补加酶的模式还原糖浓度可达到147.4 g/L,而批次模式只有127.2 g/L。同时研究了在高底物浓度下进行同步糖化共发酵（SScF）和分步糖化发酵（SHF）,结果显示SScF工艺要优于SHF。在不同底物浓度下进行SScF,随着发酵底物浓度的提高,乙醇浓度不断增加至91.9 g/L,琥珀酸的产量随着乙醇产量的增加而增加,它们存在一定的线性相关性。通过外源添加不同浓度的代谢产物琥珀酸并不能使发酵更多的流向乙醇,无法增加乙醇的产量。对离子液体的循环利用进行了研究,将不同循环次数离子液体预处理的稻秆进行组分测定,酶解分析以及各种表征分析。回收的离子液体中由于残留有少量的再生溶剂K₃PO₄盐溶液,用其预处理稻秆有助于进一步去除部分木质素,提高了稻秆的酶解效率。循环利用了8次的离子液体预处理稻秆,还能保持很高的酶解效率（98.9%）,进一步证明了建立的联合预处理方法的有效性。