近日,我校化学工程学院青年教师张立波在木质纤维生物质水热腐殖酸制备领域取得进展,研究成果以“Hydrothermal Humic Acid Formation from Pine Bark, Sugarcane Bagasse, and Spirulina: A Comparative Mechanistic Study on Lignin-, Holocellulose-, and Protein-Rich Biomass”为题目发表于《Chemical Engineering Journal》化工领域国际顶级期刊(10.1016/j.cej.2026.178348)。该期刊2025年中科院大类分区1区Top期刊,2026年新锐分区1区Top期刊,IF=13.2,为广东石油化工学院认定的顶刊。张立波副教授为本论文的第一兼通讯作者,2025级硕士研究生张梓颖为本论文第二作者,广东石油化工学院为本论文第一完成单位。
腐植酸是土壤有机质的重要活性组分,在重金属固定、养分活化及碳封存中发挥关键作用。传统矿物源腐植酸结构单一、活性基团密度低,人工水热合成腐植酸虽具潜力,但不同生物质组分对腐植酸结构演化的调控机制尚不清晰。针对上述问题,研究团队系统选取了松树皮(木质素-rich)、甘蔗渣(纤维素/半纤维素-rich)和螺旋藻(蛋白-rich) 三种典型生物质,系统考察了pH、温度和时间对腐植酸形成的影响。采用SEM、BET、元素分析、Van Krevelen图、碳氧元素流分析、3D-EEM等多种手段,揭示了三种生物质在碱性水热条件下的产物结构差异与形成机理。研究结果表明,三种生物质分别遵循“木质素去甲基化/缩合→腐植酸”“糖脱水/呋喃中间体→腐植酸→分解为小分子”和“蛋白质脱氨/含氮杂环形成→聚合→腐植酸”三条截然不同的形成路径。该研究首次从组分层面建立了“原料组成—反应路径—产物结构—应用性能”的完整构效关系,为农业林业废弃物的高值化利用和人工腐植酸的定向合成提供了理论依据和技术支撑。

本研究工作得到国家自然科学基金项目(22368051)、广东省普通高校重点科研平台和项目(2025ZDZX4043)、广东石油化工学院高层次人才引进项目(2023rcyj2005)等项目资助。
撰稿:张立波 审稿:余长林 曾兴业 签发:隋亦可