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我校前沿功能材料应用研究团队在生物质基催化材料领域获得系统性突破

来源: 研究生工作处   作者: 邹洲  摄影:   编辑:李军  审核:吕昊  发布时间:2025年10月10日  点击次数:

本网讯:近日,我校前沿功能材料应用研究团队在生物质基催化材料研究领域再获重要进展,团队最新研究成果以《Bimetallic carbon-based catalytic filter derived from natural cellulose of wood and chitosan for high-performance continuous degradation of antibiotic》为题,于10月初发表于国际权威期刊《Chemical Engineering Journal》(中国科学院大类一区TOP期刊,当前影响因子为13.2),论文第一作者郑科旺博士,通讯作者李伟教授、覃彩芹教授,第一完成单位为湖北工程学院。

随着医疗行业与养殖业的快速发展,抗生素使用量呈急剧增长态势。然而,生物体对抗生素的吸收利用率普遍偏低,导致约80%的抗生素未被有效利用便进入了自然环境。此类抗生素具备较强的生物毒性与化学稳定性,在水体中易长期残留,不仅破坏生态系统平衡,更对人类健康构成潜在威胁。目前的主流水处理技术普遍存在处理周期冗长、污染物质降解不彻底等技术短板,在此背景下,研发高效、经济且环境友好的新型水处理技术,已经成为全球环境工程领域研究的核心热点与迫切需求,也是我校前沿功能材料应用研究团队长期深耕、努力突破的重点领域。

该研究团队聚焦生物质资源高值化利用,围绕“天然生物质→功能催化材料→有机污染物质降解”技术路径开展系统性研究,形成多阶段成果体系。在前期研究中,团队以燕麦为基础原料,通过杂原子掺杂改性工艺,成功制备出尺寸可控的三维球形碳基催化剂。该催化剂可高效活化过一硫酸盐,实现对抗生素的深度降解与矿化,相关成果已于今年3月发表于《Separation and Purification Technology》(中国科学院大类二区TOP期刊,当前影响因子9.0),为生物质碳材料在环境催化领域的应用提供了创新性技术范式。

在前期成果基础上,团队进一步拓展生物质原料边界,瞄准天然木材的三维贯通孔道结构优势,最新发表于《Chemical Engineering Journal》的研究显示,研究人员创新融合木材天然垂直孔道的传质特性与壳聚糖的优异成膜性、金属螯合能力,成功研发出尺寸可控、孔径可调的双金属碳基催化滤膜。该滤膜可实现对多西环素等四环素类抗生素的连续化、高效降解,显著提升了技术的实际应用适配性,为抗生素污水的规模化处理提供了新方案。近日从湖北省科学技术协会获悉,团队成员郑科旺博士联合企业申报的“湖北省博士创新工作站”已正式获批,标志着团队在产学研协同创新领域迈出关键一步,将为相关技术成果转化搭建起重要桥梁,也为后续深入实践研究铺设了快速轨道。

团队系列创新成果的密集产出,离不开湖北工程学院对科研工作的系统性支持。学校以“有组织的科研”为指引,持续强化科研平台建设与创新团队培育,加大基础研究与应用基础研究经费投入,为团队开展高水平研究提供了坚实保障。作为学校重点建设的研究生导师团队之一,前沿功能材料应用研究团队已经构建起“生物质材料设计-催化机制解析-工程应用探索”的完整研究体系,形成了“本硕学生深度参与、真实项目驱动实践、高水平成果反哺培养”的协同链式人才培育模式。目前,团队正面向全国招收材料、化学、环境等相关专业硕士研究生,持续为这项“有情怀、高产出”的研究输送新鲜血液,培养后继之人,力争继续在工程应用研究领域开新局、创新绩。



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