本人主要从事木质纤维组分解离基础理论及应用技术研究,相关研究成果以第一作者身份发表SCI论文8篇(均为一区TOP期刊),申请国家发明专利2件。主持国家自然科学基金青年项目、博士后面上项目等项目4项;作为负责人主持技术研发项目1项,上交单位纯收入1.5万元。主要贡献如下:
(1)竹材组分高效分离及其机理研究
创建竹材一步法高效制备低聚木糖和高品质木质素新技术。所制备低聚木糖中木二糖和木三糖占比高达70%;同时,可回收体系中80%木质素,木质素芳基醚键含量高达53%。在解析竹材三大素在分离过程中空间分布和化学结构变化的基础上,阐明了预处理过程竹材组分解离机理,研究结果可为竹材全组分高值利用提供理论基础。
(2)改性碱性过氧化氢预处理技术的建立
针对竹材部分木质素难以脱除并抑制纤维素糖化的问题,研究木质素在碱性过氧化氢处理中空间分布和化学结构变化,揭示了竹材脱木质素饱和点存在的本质,并创新性提出改性碱性过氧化氢预处理技术,脱除竹材中近85%木质素,预处理竹材纤维素糖化率达100%。进一步研究揭示了改性过氧化氢预处理破除竹材脱木质素饱和点,促进木质素深度降解的机理,为建立低温、低化学品消耗的竹材预处理技术提供了理论基础。
(3)半纤维素基功能性材料的开发
通过对阿拉伯木聚糖进行接枝改性,并进行层层自组装,构建具有仿生结构的纳米半纤维素膜。所制备半纤维素膜具有超高柔韧性,其力学性能、阻燃性和透气性相比传统半纤维素膜均大幅提升,具有替代传统塑料用于食品包装领域的潜力,拓展了半纤维素资源化利用的途径。
(4)稻草综合利用技术构建
主持稻草综合利用技术研发项目,与海安普豪生物能源公司合作研制秸秆联产纸浆和沼气新技术,项目可实现年处理秸秆5万吨、年产纤维3.2万吨、年发电1500万度(沼气发电)。该技术将实现稻草组分高效和清洁利用,为农作物秸秆处理提供新出路。