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自然旗下学术期刊发表大连理工大学生命科学与技术学院科研成果

张海娟2014年12月3日5分钟550 次阅读

  自然旗下学术期刊发表大连理工大学生命科学与技术学院科研成果

  近日,大连理工大学生命科学与技术学院薛闯副教授与其硕士生杜广庆在Nature旗下刊物Scientific Reports上发表 “A carbon nanotube filled polydimethylsiloxane hybrid membrane for enhanced butanol recovery”的学术论文(Scientific Reports, 2014, 4, 5925)。

  石油是不可再生资源,其消费需求增长和资源储量减少之间的矛盾不可避免。石油主要用于生产以汽油、煤油和柴油为代表的液体燃料,这些燃料大量消费产生的尾气也成为大气环境污染,特别是以CO2为主要成分温室气体的主要来源。丁醇的能量密度高,与汽油相当,疏水性使其与现有成品油输送和贮藏设施兼容性好,发动机可以直接使用,具有减少雾霾和温室气体效应的作用,被认为是替代燃料乙醇的先进生物燃料(Advanced biofuel)。目前生物法生产丁醇面临的主要问题是微生物对产物丁醇胁迫耐受性差导致生产强度低,下游产品分离能耗高等突出问题。渗透汽化技术可以实现发酵分离耦合,边发酵,边移除抑制性目标产物,并达到分离纯化丁醇的目的。

  渗透汽化膜的分离性能直接决定丁醇的分离纯化成本。与其他众多膜材料相比,聚二甲基硅氧烷(PDMS)因其具有良好的疏水性、稳定的化学和机械性质,被认为是一种极具潜力的丁醇分离膜材料。但是PDMS均质膜的丁醇选择性和通量仍不能满足工业化生产需要。薛闯副教授成功将多壁碳纳米管均匀混合在PDMS聚合物中,制备了CNTs/PDMS复合膜。丁醇分子在通过分离膜时,可以选择性地通过碳纳米管提供的疏水通道或依靠光滑的管壁,使丁醇更容易通过该分离膜。和均质PDMS膜相比,添加碳纳米管的PDMS复合膜不但丁醇的选择性显著提高,丁醇通量和总通量也有所提高。该研究对液体生物燃料的分离及膜制备有重要的指导意义。

  《Scientific Reports》是Nature出版集团(NPG)于2011年创办的发表原创性研究成果的综合性科学期刊,涉及的研究领域覆盖自然科学各个学科。在 2013年期刊引用报告科学版收录的全部8474种刊物中,位居排名最靠前的7%之列。目前影响因子5.08,位列多学科期刊第五位。2013年,我校生物学/生物化学首次进入ESI国际学科排名前1%,标志着我校生命学科的基础研究进入新的阶段,生命科学与技术学院发挥着重要的作用。化环生学部生命科学与技术学院充分发挥多学科多背景交叉的优势,整合全院的科技资源,构建完备的科研平台和科研团队,保证学院科研实力和水平的稳步提高。

  上述研究工作得到了国家自然科学基金青年基金、大连理工大学星海学者培育项目、国家自然科学基金面上项目等项目的资助。