广西是我国最大的木薯、甘蔗、桉树和桑蚕种植基地,由此产生的淀粉及植物纤维资源,如木薯杆、木薯渣、木薯酒糟、甘蔗渣、桑枝、木屑、锯末等是广西的特色资源。此外,广西的矿产资源如锰、陶土、膨润土等居全国之列。如何对这些资源进行合理开发利用,把资源优势转化为产业发展的优势,提高农林副产品的附加价值及开发功能生态材料,已成为一项重要的研究课题,对促进广西乃至我国农业的发展有着十分积极的意义。科研团队根据学科前沿和地方经济发展需要,首次将机械活化这一新兴交叉边缘技术作为强化手段引入到天然高分子的改性、深加工及生态功能材料合成中,坚持宏观与微观结合,注重材料改性、结构、性能和应用之间的联系,在基础和应用研究方面开展了以下有特色的研究:
方向一:机械活化固相反应器的研发。根据不同高分子材料的特性和反应类型,开发以球磨机作为机械活化反应器和预处理设备,突破反应体系的物料传质均匀性、温度均匀性和受力均匀性的技术瓶颈,开发系列固相反应器。
方向二:天然高分子材料的高效转化与高值化的研究。以自主研发的机械活化固相反应器作为强化手段,对淀粉、木质纤维素、甲壳素等天然高分子材料进行改性和深加工,一方面开发出工艺简单、无污染、低成本的天然高分子改性生产技术,另一方面开发出更多的天然高分子衍生精细化学品,赋予产品更高更好的性能,以满足食品、纺织、造纸、制药及生物质材料等行业对天然高分子的需求,极大地提高天然高分子的附加值。
方向三:纤维质、甲壳质等固废物资源化高值化利用的研究。以自主研发的机械活化固相反应器作为强化手段,深入研究纤维质、甲壳质固废物在转化过程中存在的问题,探讨影响其结构与转化的本质原因,探索新的系统性理论,开发解构生物质抗降解屏障、提高其可及度的新技术,为生物质固废物的高值转化探索出新途径,把资源化产品向多元化、材料化和高值化方向发展,形成完整的产业链。
方向四:生态功能有机/无机复合材料的研究。以自主研发的机械活化固相反应器作为强化手段,将天然高分子材料与矿产加工固废物或陶土等无机材料复合,开发出生态功能复合材料,应用于生物质能源、废水治理与水体净化、土壤改良与种植、农副产品保鲜等领域。
团队与广西农垦明阳生化集团股份有限公司、广西五星化工集团有限公司、广西雄塑科技股份有限公司、广西化工研究院、广西科学院、广西钦州康宜盛坭兴陶制作有限公司、广西南宁北投心圩江环境治理有限公司等单位建立了密切的合作关系。
团队近年来承担国家和广西自然科学基金、广西和南宁科学研究与技术开发、横向合作项目等40多项,获授权专利30多件,产业化成果多项。在《Bioresource Technology》、《carbohydrate polymers》、《Journal of Hazardous Materials》、《Journal of Cleaner Production 》、《ACS Applied Materials & Interfaces》等国内外权威刊物上发表学术论文100多篇。通过多年的研究积累,团队取得了一定的研究成果,成为具有地方特色并在国内外具有一定影响力的研究团队。