科创中国

通过生物废弃物木质素的高值转化利用，开发出功能叠加的纳米木质素助剂，开展木质素的高附加值化应用研究。建立了木质素提纯、改性的研究方法；开发了三种基于木质素/聚酯的生物可降解塑料，重点研究了木质素基农用地膜的相关关键技术。提出木质素表面物理/化学改性增溶、原位自由基反应接枝增溶、功能性互穿网络凝胶助剂增溶等方法改善木质素和聚酯基体材料的相容性，改善了木质素的加工性能，木质素添加量可以达到40%。减少其它助剂的使用，并赋予塑料的抗紫外等相关功能，同时降低塑料成本。初期水稻覆膜研究表明节水30%，除草剂减少100% ，为实现农业“双碳”目标作出贡献。

(1) 利用木质素结构上具有多官能团的特点以及兼具多种特殊性能的优势，实现其功能叠加，减少其它助剂的使用，提高生物可降解地膜的功能性，降低生物降解地膜的成本。 (2) 基于“面向材料全生命周期的结构设计”理念，采用生物质基木质素和生物可降解聚酯制备生物可降解地膜，增加生物炭含量，实现木质素的高附加值利用；通过水稻覆膜，减少农作物生产的灌溉量和氮肥施加量。

采用生物质基木质素和生物可降解聚酯制备生物可降解地膜，用于地膜场所。我国地膜使用量和覆盖面积均为世界第一。国家统计局数据显示，预计到 2024年，我国地膜覆盖面积将达3.3亿亩，使用量超过200万吨。本项目将有助于我们地膜领域的发展。

张琰，教授，博导，第五届闵恩泽能源化工奖获得者；上海市浦江人才。2005年毕业于复旦大学高分子科学系，获得博士学位；2011年-2013年上海市纳米科技与产业发展促进中心从事博士后研究；2012年7月-2013年7月在康奈尔大学进行访问学者研究。获得上海市科技进步奖一等奖（2016年）、上海市技术发明奖三等奖（2015年）等奖项。 在“健康中国”、“碳达峰和碳中和”等国家重大战略需求的背景下，张琰所领导的团队开展生物可降解材料的基础和应用研究，已经形成自己的研究特色并开拓了相关生物可降解高分子材料原创合成方法。近十年来，聚焦生物可降解材料的高值化和功能化开展相关工作，在木质素和生物可降解聚酯领域开展了系统研究，取得了系列基础研究成果并开发出相关产品，主要包括木质素/聚己内酯(PCL), 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚(丁二酸丁二醇酯-co-对苯二甲酸丁二醇酯)（PBST）等生物基塑料和木质素水处理剂等产品。先后主持国家自然科学基金青年、面上项目、上海科委项目、企业合作项目共20余项。以通讯作者/第一作者发表学术论文80余篇，申请中国发明专利15项。

质素添加量可以达到40%。减少其它助剂的使用，并赋予塑料的抗紫外等相关功能，同时降低塑料成本。初期水稻覆膜研究表明节水30%，除草剂减少100% ，为实现农业“双碳”目标作出贡献。

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