2022生物基助劑研討會和生物質(zhì)高值化利用及工程論壇順利開幕

 

　　1　　2022生物基助劑研討會

 

　　中科院寧波材料所朱錦研究員致開幕辭。

 

　　來自寧波糖聚新材料有限責任公司、浙大寧波理工學(xué)院、江南大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)等單位的專家分別做了主題報告分享。

 

　　報告一

 

　　江南大學(xué)蔣平平教授做報告分享（線上）

 

　　報告主題：利用乳酸分子紐帶構(gòu)建生物基增塑劑及應(yīng)用

 

　　蔣老師重點介紹了利用乳酸分子結(jié)構(gòu)單元及植物油的酯基作為主要原料合成生物基增塑劑的制備路線，包括反應(yīng)過程、催化劑選擇及工藝條件控制對產(chǎn)品性能的影響與作用，并通過不同策略的配方，評價生物助劑用于添加劑，替代傳統(tǒng)塑料助劑的制品材料性能表征，評價生物增塑劑用于代替代傳統(tǒng)增塑劑的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的可能性。為生物增塑劑未來發(fā)展指明了方向。

 

　　報告二

 

　　寧波糖聚新材料有限責任公司周孟博總經(jīng)理做報告分享

 

　　報告主題：納米纖維素的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用與市場發(fā)展前景（助劑應(yīng)用）

 

　　周總提到,糖聚以生物基多糖類材料為核心，通過綠色化學(xué)改性修飾多糖材料，從不同維度進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，運用高效均質(zhì)化處理技術(shù)，創(chuàng)制微納化纖維素基新材料， 制取納米纖維素直徑達5-10納米，擁有200余倍的吸水保水能力，以及不低于140GPa的楊氏模量。另外以微納化纖維素納米纖維為基礎(chǔ)，進一步開發(fā)出無菌超純醫(yī)美級別納米纖維素，作為功能助劑，可廣泛應(yīng)用于可降解材料包裝用膜、水性涂料、醫(yī)美化妝品、紙張、紡織品等領(lǐng)域，起到保濕、增稠、增強、阻燃、抗菌、保鮮等多種功效，目前擁有超過百億元人民幣的市場容量。

 

　　報告三

 

　　浙大寧波理工學(xué)院李娟研究員做報告分享

 

　　報告主題：基于呋喃環(huán)的阻燃劑的合成和應(yīng)用研究

 

　　呋喃衍生物是生物基平臺化合物，種類非常豐富。由于呋喃環(huán)具有芳香性、良好的炭化性能和反應(yīng)活性，因此可以通過設(shè)計合適的結(jié)構(gòu)來制備生物基阻燃劑。李老師報告主要涉及三部分內(nèi)容：基于呋喃的阻燃劑合成及其在尼龍6中的應(yīng)用；基于呋喃的陽燃劑合成及其在聚乳酸中的應(yīng)用；基于呋喃的阻燃劑合成及其在環(huán)氧樹脂中的應(yīng)用。

 

　　報告四

 

　　浙江工業(yè)大學(xué)王旭教授做報告分享

 

　　報告主題：生物基高吸水樹脂

 

　　高吸水性樹脂是一類具有強親水性基團并具有穩(wěn)定三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的一類高分子。目前，市場上合成SAP的主要原料以富含親水羧基的丙烯酸為單體，通過自由基聚合反應(yīng)所得；但石油基丙烯酸單體殘留容易對人體產(chǎn)生刺激，引起皮膚過敏且不降解，廢棄后的SAP給自然環(huán)境帶來巨大的壓力。王老師報告了一種生物基全降解性高吸水性樹脂，這種樹脂通過自主研發(fā)新型超支化環(huán)氧交聯(lián)劑，以多種改性天然高分子作為內(nèi)交聯(lián)劑與表面交聯(lián)劑形成互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，利用不同天然高分子單元間的界面互穿、功能復(fù)合及協(xié)同效應(yīng)，不僅有效提升了產(chǎn)品的吸水、保水性能、生物降解性能和抗菌活性，而且真正實現(xiàn)全生物基抗菌高吸水樹脂的制備及完全可降解化，大大減輕了環(huán)境壓力，全面符合前述循環(huán)經(jīng)濟、綠色經(jīng)濟的發(fā)展理念，具有廣闊的發(fā)展前景。

 

　　報告五

 

　　浙江工業(yè)大學(xué)馮杰教授做報告分享

 

　　報告主題：生物降解塑料用擴鏈劑、協(xié)效劑、增塑劑

 

　　本報告報道了基于環(huán)氧基團，馮教授課題組合成了無機納米、小分子、以及柔性系列擴鏈劑。PBAT膜袋最大難題是不耐穿刺，課題組開發(fā)了一款協(xié)效劑，大幅提高了耐穿刺強度。此外，馮教授課題組還開發(fā)了一款生物基增塑劑，并通過反應(yīng)，在大幅提高上述脆性樹脂斷裂伸長率的前提下，明顯降低了增塑劑遷移析出量。

 

　　2　生物質(zhì)高值化利用及工程論壇

 

　　中科院寧波材料所那海寧研究員致開幕辭。

 

　　來自大連工業(yè)大學(xué)、中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所、聚維元創(chuàng)、西湖大學(xué)、南京林業(yè)大學(xué)、中國石油大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)多位專家分別做主題報告分享。

 

　　報告一

 

　　大連工業(yè)大學(xué)孫潤倉教授做報告分享（線上）

 

　　報告主題：木質(zhì)纖維生物質(zhì)結(jié)構(gòu)解譯、清潔分離及工程化應(yīng)用

 

　　孫老師指出，生物質(zhì)是碳中性原料，其高效開發(fā)利用可有效減碳和固碳并將助力實現(xiàn)國家“雙碳”戰(zhàn)略目標。本團隊在闡明木質(zhì)纖維生物質(zhì)三大組分纖維素、半纖維素及木質(zhì)素微區(qū)分布及結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了三大組分清潔分離，重點致力基于水熱預(yù)處理和稀堿后處理結(jié)合的生物質(zhì)精煉技術(shù)及工程化應(yīng)用，在山東龍力生物技術(shù)有限公司于2011年實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，年處理20萬噸玉米芯生產(chǎn)高純度低聚木糖、木糖醇、阿拉伯糖、高品質(zhì)木質(zhì)素及生物乙醇。制備的低聚糖具有良好的生物特性，能極大地調(diào)節(jié)和改善腸道功能，用以生產(chǎn)功能食品和藥物。同時，以高純木質(zhì)素為原料，本團隊和濟寧明升新材料有限公司共同研發(fā)出木質(zhì)素高取代PBAT可降解垃圾袋、農(nóng)用地膜及垃圾填埋膜，實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，已在上海和多個省份應(yīng)用。

 

　　報告二

 

　　中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所那海寧研究員做報告分享

 

　　報告主題：全水相體系中化學(xué)法催化纖維素高效水解成糖

 

　　那老師談到，利用化學(xué)手段對自然界中儲量豐富的非糧可再生生物質(zhì)纖維素進行水解成糖，是通過分子拆解方法將其轉(zhuǎn)化利用為高品質(zhì)生物基材料的關(guān)鍵控制步驟，對補充替代化石資源、支撐綠色材料發(fā)展、在材料領(lǐng)域踐行“碳中和”戰(zhàn)略目標具有重要作用。通過揭示纖維素因分子自聚引發(fā)對水解形成強烈阻礙本質(zhì)機理的基礎(chǔ)上，設(shè)計制備出具有強羥基吸附性催化助劑并由此構(gòu)建全水相低酸水解體系，通過物理吸附作用打破纖維素聚集結(jié)構(gòu)從而提升化學(xué)法水解的可及性及響應(yīng)性（“物理帶動化學(xué)”），在溫和條件下實現(xiàn)了纖維素的高效水解成糖，為纖維素的生物基材料領(lǐng)域的高值轉(zhuǎn)化利用提供重要理論技術(shù)支持。

 

　　報告三

 

　　麻省理工學(xué)院（MIT）Research scientist、聚維元創(chuàng)CTO李承做報告分享

 

　　報告主題：工程棒桿菌高效利用秸稈生物基為碳源生產(chǎn)高附加價值產(chǎn)物

 

　　秸稈是豐富的生物質(zhì)原料，深層開發(fā)潛力巨大。秸稈水解液的碳源主要為葡萄糖和木糖，然而，細菌同時利用這兩種糖會導(dǎo)致碳分解代謝抑制，降低合成產(chǎn)物的得率。李老師團隊以α-胡蘿卜素為目標產(chǎn)物，通過工程谷氨酸棒桿菌，得到以葡萄糖和木糖分別為單一碳源的菌株，利用混合培養(yǎng)的方式快速利用秸稈水解液中的碳源，實現(xiàn)α-胡蘿卜素的高效產(chǎn)出。然后通過代謝途徑優(yōu)化和混合培養(yǎng)條件優(yōu)化等方式提供碳源的利用，得到2.1 g/L α-胡蘿卜素，是目前報道中微生物的最高產(chǎn)量。

 

　　報告四

 

　　西湖大學(xué)王蕾教授做報告分享（線上）

 

　　報告主題：利用生物質(zhì)提供可持續(xù)發(fā)展的解決方案

 

　　生物精煉可指基于利用來自海洋或陸地的植物和其他有機生物質(zhì)的工藝和技術(shù)。通過溫和的預(yù)處理和轉(zhuǎn)化工藝更完全地利用生物質(zhì)是提高生物精煉產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟可行性和環(huán)境友好性的關(guān)鍵。生命周期評價（LCA）和其他基于生命周期思維的分析方法是量化生物精煉可持續(xù)性和影響類別之前潛在權(quán)衡與沖突的強大的工具。王教授團隊開發(fā)和改進了一系列應(yīng)用于生物精煉領(lǐng)域的方法/模型，包括借助化工過程模擬的前瞻型 LCA、通過將環(huán)境影響貨幣化的環(huán)境-經(jīng)濟集成模型和重點關(guān)注綠色化學(xué)領(lǐng)域溶劑（生態(tài)）毒性的USEtox模型。此次演講中將分享這些方法、案例研究和對該領(lǐng)域研究發(fā)展方向一些思考。

 

　　報告五

 

　　南京林業(yè)大學(xué)周建斌教授做報告分享

 

　　報告主題：生物質(zhì)固碳氣化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)助力雙碳目標早日實現(xiàn)

 

　　周老師從生物質(zhì)固碳氣化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的技術(shù)背景、正確認識農(nóng)林生物質(zhì)以及相關(guān)的技術(shù)創(chuàng)新、生物質(zhì)能源相關(guān)政策、助力雙碳目標等多個維度闡述了生物質(zhì)固碳氣化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)助力雙碳目標早日實現(xiàn)的重要性，為我國碳達峰、碳中和的發(fā)展奠定了強有力的發(fā)展基礎(chǔ)。

 

　　報告六

 

　　中國石油大學(xué)喬英云教授做報告分享（線上）

 

　　報告主題：農(nóng)林廢棄物快速熱解創(chuàng)制腐植酸環(huán)境材料及其應(yīng)用

 

　　喬老師團隊首次發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)快速熱解液體為一種高濃度優(yōu)質(zhì)液體腐植酸，通過理論-工藝-設(shè)備一體化，研發(fā)了農(nóng)林廢棄物自混合下行循環(huán)流化床快速熱解制腐植酸工藝及成套裝備技術(shù)，破解了現(xiàn)有熱解技術(shù)存在的工藝設(shè)備匹配性差、液體控灰難、裝備大型化和穩(wěn)定運行困難的四大瓶頸，建成世界單套規(guī)模最大的20萬噸/年工業(yè)化裝置并實現(xiàn)長周期穩(wěn)定經(jīng)濟運行。與國際先進水平相比，液體收率提高15%以上，含灰由≥10%降至≤0.1%。并針對重金屬污染土壤、鹽堿地、沙化土地等不同類型污染退化土壤復(fù)雜體系的修復(fù)需求，創(chuàng)制了系列高值靶向腐植酸環(huán)境材料，同時破解了農(nóng)林廢棄物的大宗高值化利用與土壤的低成本綠色可持續(xù)修復(fù)難題。

 

　　報告七

 

　　南京工業(yè)大學(xué)張立龍教授做報告分享（線上）

 

　　報告主題：工農(nóng)業(yè)纖維素固體廢棄物氧堿法制備微納米纖維素

 

　　本報告闡述了根據(jù)工農(nóng)業(yè)纖維素固體廢棄物的典型特點，采用不同的堿催化濕法氧化反應(yīng)體系，從組分復(fù)雜的有機廢棄物中提取高純度纖維素，再進一步耦合超聲波處理方法制備微/納米纖維素，構(gòu)建光催化薄膜反應(yīng)器并將其應(yīng)用于印染廢水的處理。