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南開大學(xué)蓖麻生物航油集成技術(shù)，是在“應(yīng)對氣候變化、綠色低碳發(fā)展”的前瞻理念下，集成南開十幾年蓖麻產(chǎn)業(yè)鏈開發(fā)基礎(chǔ)及化學(xué)化工科研優(yōu)勢，自主研發(fā)，現(xiàn)已取得階段性成果：建立了“生物航油基礎(chǔ)研發(fā)基地”，突破了催化劑關(guān)鍵技術(shù)，打通了工藝流程，產(chǎn)品全項(xiàng)達(dá)標(biāo)，成本在目前所有生物質(zhì)航油中最低，申請中國發(fā)明專利 7 項(xiàng)，列入國家發(fā)改委《戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)產(chǎn)品目錄》、《國家重點(diǎn)推廣的低碳技術(shù)項(xiàng)目指南》等，獲第四屆國家和天津市創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽獎項(xiàng)，具有拉動千億元綠色低碳產(chǎn)業(yè)鏈的巨大發(fā)展?jié)摿Α?生物航空煤油（生物航煤）就是以動植物油脂或農(nóng)林廢棄物等生物質(zhì)為原料生產(chǎn)的航空煤油，可在航空煤油中大比例的添加使用（50%），且不需要對發(fā)動機(jī)做任何改進(jìn)。2012 年開始的歐盟航空碳稅之爭已迫使各國爭相開發(fā)生物航煤技術(shù)來實(shí)現(xiàn)航空業(yè)的碳減排。生物航煤的研發(fā)契合國家十三五發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，對我國航空業(yè)減排、根治霧霾、維護(hù)能源安全、以及拉動三農(nóng)等都有重要作用，是國家大力支持的綠色低碳產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新增長點(diǎn)，是當(dāng)前國家急需解決的重大科學(xué)難題之一。目前，該項(xiàng)目的技術(shù)難題就是核心催化劑脫氧活性不佳、航煤選擇性低、穩(wěn)定性差。 南開大學(xué)李偉教授科研團(tuán)隊(duì)目前已開發(fā)出具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的蓖麻航油制備及配套催化劑關(guān)鍵技術(shù)，使原料油轉(zhuǎn)化率＞99%，蓖麻生物航油產(chǎn)品收率＞80%；經(jīng)中石化石科院按國際生物航煤最高標(biāo)準(zhǔn)的 ASTM D7566 和國家噴氣 3 號燃料（GB 6537-2006）等指標(biāo)檢測，全項(xiàng)達(dá)標(biāo)。相關(guān)研究內(nèi)容在《Bioresource Technology》發(fā)表論文 1 片、申報(bào)中國發(fā)明專利 7 項(xiàng)、國際發(fā)明專利 2 項(xiàng)。相關(guān)技術(shù)受到國內(nèi)外高度重視及新聞媒體關(guān)注。在第四屆中國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中以天津賽區(qū)第一名成績進(jìn)入全國總決賽，最終以第 6 名榮獲“全國優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)”稱號。

南開大學(xué)蓖麻生物航油集成技術(shù)，是在“應(yīng)對氣候變化、綠色低 碳發(fā)展”的前瞻理念下，集成南開十幾年蓖麻產(chǎn)業(yè)鏈開發(fā)基礎(chǔ)及化學(xué) 化工科研優(yōu)勢，自主研發(fā)，現(xiàn)已取得階段性成果：建立了“生物航油基礎(chǔ)研發(fā)基地”，突破了催化劑關(guān)鍵技術(shù)，打通了工藝流程，產(chǎn)品全 項(xiàng)達(dá)標(biāo)，成本在目前所有生物質(zhì)航油中最低，申請中國發(fā)明專利 7 項(xiàng)， 列入國家發(fā)改委《戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)產(chǎn)品目錄》、《國家重點(diǎn)推廣的低 碳技術(shù)項(xiàng)目指南》等，獲第四屆國家和天津市創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽獎項(xiàng)，具 有拉動千億元綠色低碳產(chǎn)業(yè)鏈的巨大發(fā)展?jié)摿Α?生物航空煤油（生物航煤）就是以動植物油脂或農(nóng)林廢棄物等生 物質(zhì)為原料生產(chǎn)的航空煤油，可在航空煤油中大比例的添加使用 （50%），且不需要對發(fā)動機(jī)做任何改進(jìn)。2012 年開始的歐盟航空碳 稅之爭已迫使各國爭相開發(fā)生物航煤技術(shù)來實(shí)現(xiàn)航空業(yè)的碳減排。生 物航煤的研發(fā)契合國家十三五發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，對我國航空業(yè)減排、根 治霧霾、維護(hù)能源安全、以及拉動三農(nóng)等都有重要作用，是國家大力 支持的綠色低碳產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新增長點(diǎn)，是當(dāng)前國家急需解決的重大科學(xué)難 題之一。目前，該項(xiàng)目的技術(shù)難題就是核心催化劑脫氧活性不佳、航 煤選擇性低、穩(wěn)定性差。 南開大學(xué)李偉教授科研團(tuán)隊(duì)目前已開發(fā)出具有完全自主知識產(chǎn) 權(quán)的蓖麻航油制備及配套催化劑關(guān)鍵技術(shù)，使原料油轉(zhuǎn)化率＞99%， 蓖麻生物航油產(chǎn)品收率＞80%；經(jīng)中石化石科院按國際生物航煤最高 標(biāo)準(zhǔn)的 ASTM D7566 和國家噴氣 3 號燃料（GB 6537-2006）等指標(biāo) 檢測，全項(xiàng)達(dá)標(biāo)。相關(guān)研究內(nèi)容在《Bioresource Technology》發(fā)表論 文 1 片、申報(bào)中國發(fā)明專利 7 項(xiàng)、國際發(fā)明專利 2 項(xiàng)。相關(guān)技術(shù)受到 國內(nèi)外高度重視及新聞媒體關(guān)注。在第四屆中國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中以天 津賽區(qū)第一名成績進(jìn)入全國總決賽，最終以第 6 名榮獲“全國優(yōu)秀團(tuán) 隊(duì)”稱號。 市場應(yīng)用前景： 生物航油市場需求巨大，據(jù)國際民航組織規(guī)定，2020 年中國航空燃油的 30%（約 1200 萬噸）要打上“生物質(zhì)標(biāo)簽”，如果按“50%生 物質(zhì)航油：50%化石航油”摻混，需要 600 萬噸“純”生物質(zhì)航油， 總產(chǎn)值達(dá)數(shù)千億元。但 2014 年全國生物航油產(chǎn)量不足 100 噸，離規(guī) ?；嗖钌踹h(yuǎn)。蓖麻航油具備占據(jù) 50%市場份額的可能性，按 5 年生 產(chǎn)蓖麻生物航油 300 萬噸計(jì)算，僅技術(shù)轉(zhuǎn)讓和催化劑銷售利潤就可達(dá) 5 億元以上。同時，使用生物航油可降低 50%以上的污染物排放，可 有效減排治霾，維護(hù)我們的環(huán)境安全。 擬開展合作方式： 現(xiàn)已申請中國發(fā)明專利 7 項(xiàng)，擬開展合作方式：建設(shè)年產(chǎn)萬噸級生物航油 及配套催化劑示范生產(chǎn)裝置，采用股權(quán)合作或?qū)嵤┰S可的方式合作。

本項(xiàng)目從白酒大曲中分離篩選出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高效脂肪酶生產(chǎn)菌華根霉，建立了利用華根霉全細(xì)胞脂肪酶在非水相中催化合成以己酸乙酯為代表的短鏈芳香酯技術(shù)體系，并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。此方法反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)特異性強(qiáng)、有毒副產(chǎn)物少、反應(yīng)效率更高；轉(zhuǎn)化產(chǎn)物品質(zhì)高，合成的短鏈的脂肪酸酯主要包 括己酸乙酯、戊酸乙酯、庚酸乙酯、辛酸乙酯等，屬于天然等同生物香料，具有巨大的市場需求和商業(yè)價(jià)值。相關(guān)技術(shù)成果 2006 年獲江蘇省科技進(jìn)步一等獎，2003 年獲教育部提名國家技術(shù)進(jìn)步二等獎

(1）針對氧化還原酶在對映選擇性和催化活性等方面的適用局限性問題，建立分子改造與基因組挖掘技術(shù)平臺。通過理性設(shè)計(jì)改造野生型酶，改善和強(qiáng)化酶的催化特性與功能，獲得具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高活性、高立體選擇性制備芳基手性醇的重組氧化還原酶及新基因，拓展了酶的適用性，并為進(jìn)一步認(rèn)識酶分子催 化機(jī)制奠定基礎(chǔ)； （2）建立了高效穩(wěn)定全細(xì)胞催化的(S)-苯基乙二醇公斤級制備體系，在 100L 罐中，將底物濃度從 15 g/L 提高到 25 g/L，獲得了生產(chǎn)規(guī)模放大和產(chǎn)物的高效提取與精制等重要研究成果。產(chǎn)物光學(xué)純度和產(chǎn)率分別達(dá)到 99%和 93%。最終產(chǎn)物收率為 85%； （3）以數(shù)種手性醇酸化合物(R)-苯基乙二醇、(S)-間氯苯基乙二醇、(R)- 扁桃酸、(R)-2-辛醇為模型產(chǎn)物，通過生物催化劑篩選、理性設(shè)計(jì)催化過程、合理修飾底物和采用原位分離策略等，大大提高微生物不對稱還原潛手性化合物的效率，為手性化合物的制備提供了高效、安全的生物途徑； 

在二氧化碳綠色溶劑中低溫一步法實(shí)現(xiàn)納米金屬顆粒的控制性合成；2. 合成后直接得到大量的固體催化劑，無需高溫高壓，無需使用任何的有機(jī)或無機(jī)溶劑；3 . 生物質(zhì)固體廢物碳中性是可再生的低碳能源，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)廢物能源化的價(jià)值；4. 液體燃料高選擇性（接近100%）高產(chǎn)率合成。

成果簡介：  生物脫硫是21世紀(jì)綠色化學(xué)的一個重要組成部分，適用范圍廣、實(shí)用性強(qiáng)，應(yīng)用和發(fā)展前景廣闊。氣體生物脫硫及硫磺回收是基于生物硫氧化原理建立起來的以硫磺回收為目標(biāo)的硫化氫脫除方法，具有高效、清潔、節(jié)能、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。 本項(xiàng)目開展微生物法脫除氣體中硫化氫及硫回收中試開發(fā)，

丁二酸又名琥珀酸，是生物煉制產(chǎn)品工程中最重要的碳四平臺化合物，是制備多種重要化工中間體（1，4-丁二醇、四氫呋喃、g-丁內(nèi)酯等）與生物可降解材料（PBS）的原料，市場需求總量將有望由目前的1.8萬噸擴(kuò)展至400萬噸。傳統(tǒng)生產(chǎn)方法采用的是從丁烷經(jīng)順丁烯二酸酐通過電解生產(chǎn)，生產(chǎn)污染大，成本高，抑制了丁二酸這一大宗化學(xué)品的發(fā)展?jié)摿?。生物法生產(chǎn)丁二酸的主要原料來源廣泛且價(jià)格低廉（玉米、廢乳清、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢料等），可以減少對不可再生資源的消耗，微生物合成丁二酸的過程中吸收并固定CO2用于菌株的代謝，并最終生成丁二酸，每生產(chǎn)1kg丁二酸，將會有0.37kg的CO2被固定。如果將發(fā)酵生產(chǎn)丁二酸與另一大宗發(fā)酵產(chǎn)品乙醇的生產(chǎn)過程進(jìn)行耦合，更可將發(fā)酵生產(chǎn)乙醇產(chǎn)生的CO2加以利用，減少溫室氣體的排放，并同時生產(chǎn)出丁二酸、乙醇等產(chǎn)品。該制備技術(shù)具有產(chǎn)物濃度高、原料來源豐富、分離簡便、產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)勢。可利用葡萄糖、玉米粉糖化液、纖維素/半纖維素水解糖液并在發(fā)酵中固定二氧化碳?xì)怏w作為碳源，在較高葡萄糖濃度下（100g/L）實(shí)現(xiàn)了較高濃度產(chǎn)物的累積（60~70g/L），生產(chǎn)強(qiáng)度達(dá)1.5g/（L?h），丁二酸提取收率≥80%，產(chǎn)品純度≥98%。擁有具有自主知識產(chǎn)權(quán)的丁二酸生產(chǎn)菌株：產(chǎn)琥珀酸放線桿菌NJ113，該菌株具有良好的丁二酸生產(chǎn)性狀，生產(chǎn)水平目前處于國際先進(jìn)、國內(nèi)領(lǐng)先。建立了從種子培養(yǎng)、厭氧發(fā)酵、產(chǎn)物分離提取及檢測分析等一系列較為完整的上下游工藝，具有路線簡單、便于操作、綠色清潔等優(yōu)點(diǎn)。

（專利號：ZL 201410460926.9） 簡介：本發(fā)明公開了一種高效催化合成喹啉類衍生物的方法，屬于有機(jī)合成技術(shù)領(lǐng)域。該合成反應(yīng)中活潑α-甲基或亞甲基羰基化合物與2-氨基苯乙酮的摩爾比為1∶1，多磺酸根酸性離子液體催化劑的摩爾量是所用2-氨基苯乙酮的7～10％，反應(yīng)溶劑75％乙醇水溶液的體積量(ml)為2-氨基苯乙酮摩爾量(mmol)的3～5倍，回流反應(yīng)時間為5～25min，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，過濾，所得濾渣真空干燥得到純喹啉類衍

煙酸又稱維生素 PP 或維生素 B3，是人體必需的 13 種維生素之一，作為藥物中間體及飼料或食品添加劑具有廣闊的國內(nèi)外市場，全球煙酸市場在 8 萬噸以上，目前主要采用化學(xué)法生產(chǎn)。 本項(xiàng)目打通了生物轉(zhuǎn)化 3-氰基吡啶制備煙酸的工藝路線，建成了國際上首條煙酸生物法生產(chǎn)線，技術(shù)水平達(dá)到國際領(lǐng)先。項(xiàng)目獲得了自主知識產(chǎn)權(quán)菌種、建立了腈水解酶的高效表達(dá)和系統(tǒng)改造技術(shù)、構(gòu)建了固定化和高濃度轉(zhuǎn)化體系；腈水解酶發(fā)酵酶活及煙酸轉(zhuǎn)化產(chǎn)量均為目前國際報(bào)道的最高水平。已建成年產(chǎn)2000 噸煙酸生物法生產(chǎn)線，相比傳統(tǒng)化學(xué)合成工藝節(jié)約能耗 30%以上，降低污染物排放 70%以上。在 Catal Sci Tech，ChemCatChem，Crit Rev Biotechnol 等國內(nèi)外期刊發(fā)表論文 20 余篇，1 篇入選BioMed 數(shù)據(jù)庫 Highly accessed 論文；213受邀合編英文專著 1 部；申報(bào)國家發(fā)明專利 15 項(xiàng)，其中已授權(quán) 9項(xiàng)。 

陳溫福院士團(tuán)隊(duì)孟軍教授課題組在生物炭-微生物協(xié)同治理抗生素污染方面取得新進(jìn)展