薛智敏,副教授,博士生导师。2014年毕业于中国人民大学,获博士学位。2017年任副教授,2018-2019年美国橡树岭国家实验室和田纳西大学访问研究。在Chem. Soc. Rev., Chem. Rev., Angew. Chem. Int. Ed., Green Chem., Chem. Eng. J., ChemSusChem., Chem. Commun., ACS Sustainable Chem. Eng.等国际主流期刊发表SCI论文81篇,其中ESI高被引论文3篇。主持国家自然科学基金青年基金和面上项目等课题7项。现担任中国化工学会离子液体专业委员会委员和北京热分析学会理事。参编中文专著1部,英文专著2部。授权国家发明专利3项。获2016“中国分析测试协会科学技术奖”一等奖(排名第三)、2019“梁希林业科学技术奖自然科学奖”二等奖(排名第二,一等奖空缺)、2020全国离子液体与绿色过程“新秀奖”(每三年评选一次)、2021 APCIL(亚太离子液体与绿色过程)“Outstanding Youth Lecture”等。2020年入选国家林业和草原局“林业和草原科技创新青年拔尖人才”。
林木生物质是来源丰富的可再生资源,主要由木质素、纤维素和半纤维组成,用绿色且经济的方法实现其三大素的分离以及高值化转化,是国际学术和产业界公认的难题。本人一直针对上述难题进行研究,取得了理论上的创新和产业上的进展。具体创新成果为:
1、系统研究离子液体和低共熔溶剂的稳定性,提出绿色溶剂的评价标准,用于工业上指导合成稳定的绿色溶剂。(Acta Phys.-Chim. Sin., 2018, 34, 904, 被评为2019年优秀论文和高被引论文; Phys. Chem. Chem. Phys., 2018, 20, 8382, 封面和highlight报道,引用125次; Chem. Rev., 2017, 117, 7113, 引用237次。)
2、创制基于生物质来源的γ-戊内酯(GVL)和以生物来源的酸(乳酸、乙酰丙酸等)为氢键供体的低共熔溶剂体系,实现各种来源木质素、纤维素和半纤维素的高效溶解。比如,多种不同来源的木质素在70 ℃的溶解度可达到47 wt%,是目前已知的最高值;纤维素在所设计低共熔溶剂中50 ℃的溶解度也达到了10.9 wt%(当前文献低共熔溶剂最高值)。首次发现氢键受体中的官能团极大影响溶解度,确定木质素和纤维素遵循不同的溶解机理。这些发现对于设计溶剂实现木质纤维素各组分的高效分离有较强的指导作用(ACS Sustainable Chem. Eng. 2016, 4, 3864; Green Chem. 2019, 21, 5291; Ind. Eng. Chem. Res. 2019, 58, 51, 23438; Cellulose 2020, 27, 6175)。
3、以天然化合物植酸、天然蒙脱土等为原料构筑催化材料实现果糖脱水形成5-羟甲基糠醛、纤维素平台化合物乙酰丙酸的氢转移生成γ-戊内酯、木质素模型化合物中的C-O键转移氢解等,120 ℃下经6小时苯酚转化率可达100%,环己醇选择性达到95.3%(Catal. Sci. Technol. 2016, 6, 5374; Green Chem. 2018, 20, 4391; Green Chem. 2019, 21, 5449; Catal. Sci. Technol. 2016, 6, 1070; ChemSusChem 2020, 13, 4579)。
4、设计低共熔溶剂(FeCl3与多种生物质衍生醇),可以溶解纤维素,同时作为催化剂在无碱条件下实现纤维素高效选择性转化制备葡萄糖酸,更重要的是产物葡萄糖酸在反应体系中不溶,实现了产物的“自发分离”(Chem. Commun. 2018, 54, 6140)。“产物自分离”的理念被“绿色化学之父”耶鲁大学Anastas教授和Green Chemistry原主编Leitner教授写入绿色化学“新十二原则”(Science, 2020, 367, 397)。这种一锅实现反应物溶解、转化和产物自分离的创新性方法可以省略分离步骤,极大地降低成本,已有公司主动寻求合作,拟将该方法产业化。
本人的研究工作响应国家绿色化、碳中和的战略需求,以及将研究成果写在祖国大地上的号召,在考虑研究的科学价值的同时,致力于实现研究工作的社会经济价值。