近年来,酶在纺织工业中的应用迅速发展起来。与化学试剂相比,酶反应要求低温,棉布清洗水用量降低,环境污染也相应较低。诸如纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶在棉纤维上的应用目前已经普及。目前,纺织染整行业最大困难还是预处理中棉籽壳杂质的去除。棉籽壳结构的复杂性和成分的多样性使得在传统的化学处理过程中棉籽壳的去除需要浓度更高的化学试剂、更长的蒸浴时间和更高的处理温度。本文对棉籽壳的结构和成分做了细致的鉴定,同时对主要成分——半纤维素的结构做了深入的研究。为了更好的了解棉籽壳的酶法去除,关于棉籽壳对木聚糖酶的吸附机理也做了相关研究。最后,初步实验了半纤维素的木聚糖酶水解和棉籽壳的纤维素水解,并做了优化实验。本文首先针对棉籽壳的结构做了切片分析。切片染色实验表明棉籽壳存在七层构象和成分均不一致的细胞层。实验表明,棉纤维上残留的仅是天然棉籽壳的2-3层的细胞。这部分细胞排列紧密,形态相对较小。棉籽壳的主要成分经过抽提分离实验表明,半纤维素(36.5%)、木质素(30.3%)和纤维素(23.1%)是主要成分。12种半纤维素经不同浓度的NaOH溶液在25℃抽提12h分离收集,发现水溶性和水不溶性的半纤维素质量百分比含量相当。经GC.GPC.FT.IR和NMR检测,棉籽壳中的半纤维素多为低分支的β-(1,4)-木聚糖和部分的4-O-甲基-葡木聚糖。相对来讲,水不溶性的半纤维素的直链性及稳定性都比水溶性的要高。而且,棉籽壳中的半纤维素的分子量相对较高(最高高达1453000 g mol-1)。对于棉籽壳的酶解过程,研究其对酶的吸附动力学、吸附平衡及吸附热力学是非常有帮助的。本文研究了在283,298,310K三个温度下棉籽壳对木聚糖酶的吸附作用。实验数据经吸附方程,动力学方程和内部扩散方程模拟,同时也做了热力学分析。动力学方程模拟结果显示棉籽壳对木聚糖酶的吸附符合二级动力学方程。同时,Freundlich方程和D-R方程的吸附模拟效果也不错。热力学分析表明,该吸附过程的ΔG0,ΔH0和ΔS0分别为-3.17 kJ mol-1(298K),-6.29kJmol-1, -10.73 J mol-1 K-1。负的焓变值表示该吸附是放热的,负的吉布斯自由能说明吸附可自发进行。此外,本文还进行了酶水解的初步实验。首先对棉籽壳的主要成分半纤维素用木聚糖酶进行了水解研究。实验表明,最佳的水解条件是60℃,pH为5.5,反应80 min。当木聚糖酶与半纤维素固体的比值为0.24ml mg-1时,可以达到57.5%的降解率。大部分的金属离子(除了0.5mmol L-1的K+)对酶的水解起到了抑制作用,而螯合剂EDTA的作用效果很复杂。而棉籽壳本身当使用纤维素酶时的降解率可以高达80%(水解条件为30℃,pH为6.0,80 min),此时固液比为0.075ml mg-1。正交试验表明,对于棉籽壳的纤维素酶水解,各实验条件的影响程度大小如下：温度<反应时间<pH<固液比。上述基础研究为预处理中棉织物上残留棉籽壳的酶法去除做了理论铺垫。