《基於離子液體的生物質轉化關鍵科學問題》是依託華南理工大學，由李雪輝擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：基於離子液體的生物質轉化關鍵科學問題
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：李雪輝
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
上世紀以來人類物質文明的快速發展主要是以消耗地球少芝樂斷上不可再生資源為代價且帶來諸如能源危機、環境污染及氣候變遷等系列問題。可再生資源的開發及其高效與潔淨利用技術是解決人類社會可持續發展的主要手段之一。將可再生的生物質資源直接轉化為生物質能源或化工原材料，意義重要且符合“低碳經濟”的理念。本項目通過對離子液體中生物質各組分連線鍵的解離作用及構效規律研究，設計合成可強化解離作用的系列功能化離子液體，用於生物質高效催化轉化的目的獄頌習；同時，通過構築生物質在離子液體中溶解-原位催化-產物萃取/反應體系或在亞臨界流體中（轉化過程或轉化產物萃取的亞臨界流體）而實現生物質高效轉化的系列過程強化與耦合；此外，通過設計生物質連續反應過程並建立過程模型等，有望解決基於離子液體的生物質高效轉化的關鍵科學問題。所獲得的相關理論與技術，可為生物質轉化的工業化設計提供理論指導及基礎數據、且可促進化石經濟向碳水化合物經濟轉變。
結題摘要
在國家自然科學基金“基於離子液體的生物質高效轉化關鍵科學問題(21336002)”的支持下，我們針對當前生物質資源化利用過程中存在的反應器效率低下，產物選擇性低等技術難題，設計並構建了系列離子液體，研究了其溶解分離生物質主要組分的過程，並採用化學分析和DFT計算相結合的手段對離子液體構效關係、離子液體與生物質主要組分之間的作用本質等進行了系統的闡釋，獲得了相關基礎數據。在此基礎上，我們進一步構建了系列基於化工過程耦合與強化的生物質化學催化轉化和生物催化體系，實現了溫和條件下生物質及其主要組分的高效資源化與能源化利用過程，闡釋了反應歷程與催化機理，揭示了離子液體構效關係，解釋了生物質高效轉化過程耦合與強化機制。在實驗室結果的基礎上，設計並構建了複合離子液體體系中纖維素“溶解——原位轉化——產物萃取”多化工過程集成的連續式系統，獲得了過程動力學行為。此外，我們還針對半纖維多羥基官能團的結構特點，設計並製備了系列半纖維素基功能材料與催化劑，獲得了材料製備方法對其性能的影響整辯肯規律。上述部分研究成果已在Chem. Eng. Sci., Green Chem., ChemSusChem, Appl. Catal. B，化工學報等本領域權威刊物上充禁只訂發表研究論文110篇，其中JCR一區18篇，二區54篇，IF＞6的23篇；申請專利63項，其中PCT專利3項，已授權21項，轉讓專利1項；培養博士後8名，已出站6名，培養博士生28名，已畢業22名，碩士生62名，已畢業32名。項目負責人李雪輝教授等主要參與人說汽故員獲得“南粵優秀教師”等多種榮譽稱號。總之，在國家自然科學基金委和依託單位的支持下，本項目研究人員通過共同努力，完成了研究任務，達到了蘭槳預期目標，開發了系列生物質高效催化轉化新過程，並解決了相關關鍵科學棄主喇問題，項目成果可為離子液體和生物質的高值化利用提供技術支持和理論借鑑。
