生物能源研究部
发布时间:2011-07-15 08:38:37      供稿部门:

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研究部部长:

    徐杰   研究员    

Tel:+86-411-84379245     E-mail:xujie@dicp.ac.cn

      徐杰,1981年大学毕业获学士学位,1988年研究生获硕士学位,1998年获博士学位。1994-1995年在美国杜鲁门大学(Truman University)做高级访问学者。1991年破格晋升副教授,1995年破格晋升教授。现任大连化学物理研究所学术委员会、学位委员会委员,中国化学会催化专业委员会委员、均相催化专业委员会委员,绿色化学专业委员会委员,催化基础国家重点实验室学委会委员,羰基合成与选择氧化国家重点实验室学委会委员,《催化学报》等杂志编委。
      主要从事催化新材料、催化选择氧化、催化选择加氢、生物质催化转化等领域的应用基础研究。主持并完成国家高技术发展计划(863)项目、国家自然科学基金重点项目、国家十一五科技支撑项目、中国科学院知识创新工程重要方向项目、中国科学院东北振兴科技行动计划重点项目等多项,完成多项应用成果和工业化技术。已发表论文200余篇,出版专著1部,申请发明专利100余件(其中已授权45件), 鉴定和验收成果15项,培养毕业博士研究生20余名,多次获得科研奖励。

研究部:
研究目标:
      以催化化学、有机化学和生物化工为学科基础,研究生物质转化中的关键科学问题,重点探索木质纤维素、糖类及多羟基化合物、油脂等生物基原料的转化途径和方法,为生物基液体燃料、大宗能源化学品和精细化学品生产,提供一条不依赖化石资源的新路线和新方法,为工业应用提供创新技术。

组织结构:

研究方向:
1、生物能源资源

   (生物质资源和关键平台化合物制备和加工利用,菊芋、HMF、糖等原料)
2、微生物代谢
   (新型菌种、菌株和细胞培养,高效生物酶发现,微生物代谢过程和工程)
3、生物转化技术
   (酶催化和生物转化技术开发)
4、生物质催化转化
   (催化氧化、加氢、脱水转化及应用技术)
5、生物液体燃料
   (呋喃基新型液体燃料,生物乙醇和丁醇、油品添加剂制备技术)
6、生物能源化学品
   (生物基高分子材料及其单体、大宗能源化学品及精细化学品制备)
7、生物转化工程
   (生物技术、化学技术的转化、工艺包设计、工程化应用)

目前承担的重点项目:
1、木质纤维素资源高效生物降解转化中的关键科学问题研究(973)
2、微藻能源规模化制备的科学基础(973)
3、催化选择氧化脱水一步法从甘油制备丙烯酸(国家自然科学基金)
4、生物质基多羟基化合物的催化氧化转化研究(国家自然科学基金)
5、离子液体中木质纤维素的氨基化及其CO2可逆吸附性能研究(国家自然科学基金项目)
6、产油酵母应答磷限制的机制及其应用研究(国家自然科学基金项目)
7、限氮培养条件下圆红冬孢酵母油脂积累的分子机制(国家自然科学基金)
8、能源消费与水泥生产的排放(中国科学院战略性先导科技专项)
9、烃类选择氧化制对苯二甲酸产业化关键技术(中国科学院重要方向性项目)
10、葡萄糖催化转化制乙二醇和丙二醇研究(中国科学院知识创新工程重要方向)
11、利用木质纤维原料生产生物柴油关键技术(中国科学院知识创新工程重要方向项目)
12、果糖基平台化合物及下游产品关键制备技术(中国科学院知识创新工程重要方向项目)
13、生物基呋喃衍生物加氢催化剂的构建(催化基础国家重点实验室项目)
14、甘油水溶液转化制乙二醇和-丙二醇(企业合作)

近期代表性成果:
1、生物质催化转化制1,2-丙二醇技术
      开发的生物质催化转化制1,2-丙二醇技术取得新进展,在设计和建设的中试装置上实现一次开车成功,转化率和选择性均达到90%以上。目前,1,2-丙二醇的生产工艺主要是采用以丙烯为原料,经过环氧化、水合等步骤得到。本成果开发出生物柴油副产物甘油水溶液催化转化制1,2-丙二醇的非石油技术路线,原料成本优势明显,过程清洁环保。取得了阶段性重大进展,为下步万吨级装置建设奠定了良好基础。

2、葡萄糖-山梨醇催化转化制低碳多元醇
      研究开发出葡萄糖-山梨醇转化的催化新材料及其工业应用新技术,形成具有自主知识产权的非石油路线制乙二醇和丙二醇新方法。开发了催化新材料及其制备新方法;先后在5000吨/年规模、20万吨/年规模的工业装置上进行了工业化应用。山梨醇转化率达到95%以上,乙二醇、1,2-丙二醇等低碳多元醇选择性达到80%以上。本成果于2008年10月通过科技部组织的专家组验收,验收意见认为:“形成了具有原始创新和自主知识产权的生物化工突破性新技术成果,填补了国际上该技术的空白,处于国际领先水平”。

3、对二甲苯氧化催化剂工业应用取得新进展
      开发出新型、高效对二甲苯氧化催化剂,并在10万吨/年规模的生产装置上进行工业应用实验。在活性和选择性不降低情况下,可使原工业装置中的溴浓度减少40%以上;钴、锰浓度可分别降低15%和14%;生产每吨精对苯二甲酸的醋酸溶剂消耗可降低1公斤/吨以上。连续氧化反应过程平稳,氧化产品和下游聚酯产品质量优良。
      该催化剂已在生产装置上应用18个月, 生产PTA产品15万吨。

4、原生态果糖基能源植物菊芋转化平台化合物关键技术
      集合国内优势单位,率先在国内开展果糖基能源作物菊芋的育种、种植和全生物质转化研究;结合生物技术和化学方法,成功突破原生态菊芋块茎转化平台化合物5-羟甲基糠醛(HMF)和甘露醇的关键技术;开发固体酸高效催化转化菊芋制备HMF过程,产物收率高、催化剂寿命长;采用微生物转化菊芋制备甘露醇,选择性高,无山梨醇生成,过程绿色;研究成果发表在Chemical Communications、Bioresource Technology 等杂志上。

5、生物质制备呋喃类化合物
     以离子液体为介质、高效快速处理木质素原料制备碳水化合物和呋喃类化合物。本研究实现了离子液体中木质纤维素常压下快速高效解聚,糖得率高,并且纤维素无需复杂的预处理。研究结果先后在Adv. Synth. Catal.(2007),Green Chem.(2008),Can.J.chem(2010)和Bioresour.Technol(2010)等杂志发表,受到同行高度关注。

6、生物质制生物柴油技术
      利用生物技术转化碳水化合物生产微生物油脂,进而制备生物柴油。

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