报告题目：从废弃碳资源到高值化学品：甲壳素，木质素及其他生物质的转化利用
报告人： 新加坡国立大学化学与分子生物工程系 颜宁 博士
时 间： 5月20日（周三）下午16：00
地 点： 九龙湖校区纪忠楼YF202
报告摘要：
化石资源储量日益匮乏，可再生资源的利用与发展已成为重要的研究课题以及社会发展的迫切需求。甲壳素及木质素等储量极其丰富，是来源于固体废弃物的清洁可再生碳资源。甲壳素产自水产工业产生的固体废弃物，如虾蟹壳等，是产量第一的天然含氮高分子；而木质素来源于农林业固体废弃物，如秸秆、树皮等，是产量最大的芳香环类高分子。利用甲壳素和木质素生产高值化学品不仅带来可观的经济价值，也同时解决了环境废弃物处理问题。以甲壳素，木质素等作为原料建立多种化学品的生产链，将会极大的促进以非可再生化石资源为依托的工业社会向可持续发展方向转型。
本课题组主要开展了甲壳素生产含氮化学品以及木质素制备芳香环化合物的科研研究。2014年，本课题组首次报道了一步法直接转化甲壳素为含氨基-呋喃衍生物，这为利用甲壳素作为含有机氮原料生产化学品提供了新方法。以硼酸和金属氯盐/盐酸为添加剂，在离子液体或有机溶剂中，实现了7.5 % 的含氮呋喃化合物产率。在后续的工作中，我们采用5种不同的预处理方法系统的研究了甲壳素的结构-反应性关系，并且成功地将含氮呋喃化合物的产率提高至28.5%。与此同时，我们首次报道了甲壳素液化生产氨基糖。在165 ˚C、8%硫酸催化剂下，75%的甲壳素被乙二醇液化，该反应下氨基糖的得率为30%。在木质素的转化研究方面，我们报道了一系列NiM（NiAu, NiRu, NiRh等）双金属合金纳米催化剂的合成制备，来用于木质素的催化氢解。双金属纳米催化剂的反应性及选择性均远胜于相应的单金属纳米催化剂。我们对双金属催化剂的结构进行了全面的表征，并阐释了其独特结构与反应活性的关系。以木质素β-O-4模型化合物为底物，Ni7Au3催化剂的活性是单金属Ni催化剂的三倍。并且，它能在温和条件下直接转化有机溶剂型木质素，得到大于10wt%的单体产物。在此基础上，我们发现碱添加剂对木质素的氢解有明显协同促进作用。这些双金属催化剂廉价、高效，克服了传统单金属催化剂的局限性，进一步促进了木质素氢解走向实用。
