致力科研，助力生態(tài)文明“中國夢”

李旭豐

黨的十八大以來，以習(xí)近平同志為核心的黨中央，深刻總結(jié)人類文明發(fā)展規(guī)律，將生態(tài)文明建設(shè)納入推進(jìn)中國特色社會主義事業(yè)作出經(jīng)濟(jì)建設(shè)、文化建設(shè)、政治建設(shè)、社會建設(shè)、生態(tài)文明建設(shè)“五位一體”的總體布局。我國的科研工作者們也應(yīng)與時俱進(jìn)，將國家發(fā)展的總體目標(biāo)與自身本領(lǐng)和奮斗方向相結(jié)合，更好地為國家發(fā)展做出貢獻(xiàn)。林曉清博士就是這樣一位心系國家，時刻謹(jǐn)記自己使命的科研工作者。

清潔制備，保護(hù)生態(tài)文明

1987年4月，林曉清出生于福建泉州；2013年6月，博士畢業(yè)于南京工業(yè)大學(xué)材料化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室生物化工專業(yè)，師從國家生化工程技術(shù)研究中心常務(wù)副主任、博士生導(dǎo)師應(yīng)漢杰教授；2013年7月，就職于中國科學(xué)院廣州能源研究所，擔(dān)任助理研究員；2015年12月，晉升為副研究員；2017年3月，工作調(diào)動至廣東工業(yè)大學(xué)輕工化工學(xué)院，擔(dān)任副教授，碩士生導(dǎo)師。

針對當(dāng)前中國及世界的發(fā)展?fàn)顩r，受世界人口增長，不可再生資源枯竭、環(huán)境污染等因素的影響，發(fā)展類似于海洋能、風(fēng)能、太陽能和生物質(zhì)能等可再生能源是全球可持續(xù)能源發(fā)展的趨勢，也是中國未來能源發(fā)展的必由之路。攻讀博士學(xué)位期間，林曉清在導(dǎo)師應(yīng)漢杰教授的悉心指導(dǎo)下，結(jié)合自己的專業(yè)背景，選擇了生物質(zhì)資源的高效清潔制備為研究方向，志在為新能源開發(fā)以及經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

生物質(zhì)資源一般具有來源廣泛，價格低廉，儲量豐富等特點(diǎn)，因可以成為理想的替代資源而受到廣泛關(guān)注。生物丁醇作為一種生物質(zhì)能源，針對傳統(tǒng)生物丁醇分離工藝存在的能耗高、廢水量大等問題，林曉清博士開展了連續(xù)吸附和反應(yīng)分離耦合集成技術(shù)的研究，實(shí)現(xiàn)了生物丁醇的高效制備。根據(jù)生物丁醇分離體系中各分子結(jié)構(gòu)與理化特性的差異，設(shè)計(jì)新型高效的丁醇專用吸附介質(zhì)，丁醇的吸附容量可達(dá)300mg/g濕樹脂，比活性炭高20%，比硅膠高近70%；這種專用吸附介質(zhì)對目標(biāo)產(chǎn)物丁醇與副產(chǎn)物的分離因子均達(dá)4以上，且樹脂較易洗脫再生，重復(fù)利用性能優(yōu)越。同時采用自主開發(fā)設(shè)計(jì)的連續(xù)色譜分離系統(tǒng)分離丁醇發(fā)酵液，使得發(fā)酵液中丁醇的濃度從1.2%提高到20%～30%，能耗下降25%～30%、水耗下降30%～40%，為丁醇的高效清潔制備奠定了基礎(chǔ)。該工藝相關(guān)技術(shù)目前已獲得3項(xiàng)美國發(fā)明專利授權(quán)和3項(xiàng)中國發(fā)明專利授權(quán)，得到了國內(nèi)外同行的充分認(rèn)可。

生物丁醇發(fā)酵行業(yè)耗水量大，每生產(chǎn)1噸總?cè)軇┚蜁a(chǎn)生45～50噸廢水，化學(xué)需氧量（COD）高達(dá)15000～25000mg/L，排放廢水污染嚴(yán)重等問題一直制約生物丁醇生產(chǎn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，尤其對中國西部具有豐富秸稈資源，但水資源十分緊張的地區(qū)，該問題尤為突出。任職中國科學(xué)院廣州能源研究所期間，林曉清博士選擇在研究生階段工作的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加深和拓寬，開展了新型功能基修飾超高交聯(lián)吸附樹脂的開發(fā)及在工業(yè)廢水處理及資源化應(yīng)用方面的研究。利用功能基修飾超高交聯(lián)吸附樹脂去除生物丁醇發(fā)酵廢水中有機(jī)酸、色素等抑制劑，同時回收生物丁醇發(fā)酵廢水中的殘?zhí)?。?jīng)樹脂處理后的發(fā)酵廢水經(jīng)補(bǔ)糖后能夠進(jìn)行循環(huán)利用，底物糖利用率提高1.95倍，溶劑產(chǎn)量提高4.08倍。該廢水處置方式和高效的資源綜合利用模式實(shí)現(xiàn)生物丁醇發(fā)酵廢水的循環(huán)用和有機(jī)物資源回收，不僅能明顯提高丁醇生物制造的效率，減輕環(huán)境污染，減少新鮮水的用量，降低生產(chǎn)成本，而且還能提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，使整個生物丁醇產(chǎn)業(yè)向綠色制造方向的轉(zhuǎn)型。將這種組合思想應(yīng)用于其他生物制造體系，可明顯降低能耗、污染物的排放以及生產(chǎn)成本，對推動大量工業(yè)產(chǎn)品的生物制造走向經(jīng)濟(jì)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的道路具有十分重要的意義。這也是林曉清博士為國家的生態(tài)文明“中國夢”的一次強(qiáng)有力的助力。

脫毒水解液，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展

木質(zhì)纖維素作為一種生物質(zhì)資源，因可以成為一種理想性的代替資源，而受到廣泛的關(guān)注。如何經(jīng)濟(jì)、安全、高效地將木質(zhì)纖維素轉(zhuǎn)化為碳水化合物，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為其他高附加值的工業(yè)品或平臺化合物已成為國內(nèi)外材料、能源和化工領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。與雙相體系、有機(jī)溶劑體系和離子液體體系相比，水作為反應(yīng)體系的優(yōu)勢是綠色、高效，具有工業(yè)化潛力。然而，木質(zhì)纖維素稀酸水解制糖的過程中會同時產(chǎn)生一定量的酸類、醛類和酚類等抑制水解液發(fā)酵的毒性物質(zhì)，所以，在發(fā)酵前需對水解液進(jìn)行脫毒處理，改善水解液發(fā)酵性能，提高發(fā)酵產(chǎn)品得率。在目前常用的木質(zhì)纖維素水解液脫毒技術(shù)中，色譜吸附法較其他幾種分離技術(shù)在經(jīng)濟(jì)效益和能耗等方面具有顯著優(yōu)勢，然而色譜吸附法的一些缺陷制約了它在工業(yè)上的推廣應(yīng)用。因此，亟需深入開展高性能聚合物分離介質(zhì)的合成制備及低成本、低能耗、安全和高效的生物質(zhì)資源水解液脫毒工藝的研究。林曉清博士帶領(lǐng)他的課題組在這方面進(jìn)行了更具深度的研究。根據(jù)生物質(zhì)水解液中組分的特性，合成一系列可控親-疏水轉(zhuǎn)換的聚合物。 這種聚合物是由兩種或多種各自交聯(lián)和相互穿透的聚合物網(wǎng)絡(luò)組成的高分子混合物，簡稱IPNs。初步研究了IPNs對生物質(zhì)解溶液的脫色，脫醛，脫酸的工藝過程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，總糖的損失率<5%，色素的去除率>85%，甲酸的去除率>70%，5-HMF和糠醛的去除率均達(dá)到了100%。經(jīng)過這種脫毒方法處理后的水解液直接進(jìn)行生物丁醇發(fā)酵，底物糖的利用率比脫毒前水解液直接利用發(fā)酵提高了37.3%；溶劑產(chǎn)量提高了15.49倍，總?cè)軇┑寐侍岣吡?.42倍。木質(zhì)纖維素水解液脫毒技術(shù)的研究，能夠使農(nóng)作物廢棄物資源更加快速高效地轉(zhuǎn)化成高附加值產(chǎn)品，降低農(nóng)作物廢棄資源對環(huán)境的污染，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)及生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。在黨的“中國夢”指導(dǎo)思想的指引下，林曉清博士堅(jiān)持不懈地進(jìn)行科學(xué)研究，為生態(tài)文明的建設(shè)貢獻(xiàn)自己的力量。

堅(jiān)持不懈，建設(shè)生態(tài)文明功不可沒

林曉清博士近年來一直從事生物煉制相關(guān)領(lǐng)域的研究，重點(diǎn)開展工業(yè)化色譜分離過程集成領(lǐng)域的研究，包括多孔聚合物介質(zhì)的設(shè)計(jì)、合成及應(yīng)用；色譜分離過程的設(shè)計(jì)、建模及優(yōu)化。主要涉及生物丁醇、有機(jī)酸、5-羥甲基糠醛等物質(zhì)的分離與純化，工業(yè)廢水治理及其資源化等。近五年來，已在一系列SCI期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文30余篇，其中JCR一區(qū)論文10篇，h-index為9；申請PCT國際專利4項(xiàng)，其中有3項(xiàng)獲得美國發(fā)明專利授權(quán)；申請國內(nèi)發(fā)明專利28項(xiàng)，其中有14項(xiàng)獲得授權(quán)。目前主持國家自然科學(xué)基金青年基金1項(xiàng)、廣東省科技計(jì)劃2項(xiàng)、廣州市珠江科技新星1項(xiàng)、淮安市科技計(jì)劃1項(xiàng)、廣東工業(yè)大學(xué)“青年百人計(jì)劃”啟動基金1項(xiàng)，其中包括利用生物質(zhì)廢棄物資源制備高附加值平臺化合物及廢水處置及其資源化這樣有利于生態(tài)文明建設(shè)的課題。2017年，他榮獲“廣州市珠江科技新星”光榮稱號；同年，他成為廣東工業(yè)大學(xué)“青年百人計(jì)劃”A類引進(jìn)人才?？梢哉f林曉清博士運(yùn)用自己的專長，在黨的生態(tài)文明“中國夢”的指導(dǎo)下，堅(jiān)定不移的為祖國的發(fā)展做出貢獻(xiàn)，助力生態(tài)文明“中國夢”。endprint