本发明涉及木质纤维素处理技术领域，公开了一种木质纤维素光催化预处理装置，包括暗箱体（1）、反应器皿（7）和光照组件，所述反应器皿（7）位于所述暗箱体（1）内，所述光照组件安装在所述暗箱体（1）内、所述反应器皿（7）上方；其特征在于，所述反应器皿（7）内通过安装至少一对隔膜架（10）分隔成至少两个区域，每对两个所述隔膜架（10）相互平行设置，二者中间形成安装腔（13），所述安装腔（13）内放置有半透隔膜（11），所述隔膜架（10）侧壁上开设有允许液体通过的窗口（20）。本发明能够在木质纤维素预处理时将催化剂等需要回收后循环使用的特殊物料与其他物料隔离，便于反应后对特殊物料的回收利用。