【2020年度盘点】Cell Press旗下期刊生物质领域文章盘点

2020年注定是不平凡的一年，新冠肆虐造成了全世界的大动荡。科技作为第一生产力却并没有因为新冠肺炎而放慢他的脚步。年关将至，让我们一起来盘点一下今年生物质领域的各类热点论文。这一期，我们选取了Cell Press旗下期刊的论文。这些期刊虽然都比较年轻，但作为Cell子刊，文章质量都保持了较高的水准。

1.

C(OH)-C键的选择性裂解和酯化

摘要

C(OH)-C键广泛分布于天然可再生生物质中，如碳水化合物、木质素及其平台分子。选择性裂解和功能化C(OH)-C键是一种很有吸引力的策略，可以从生物质中生产高附加值的化学品。但是，目前还没有通过活化C(OH)-C键将醇类有效转化为酯类的研究。在这篇论文中，作者首次报道了C(OH)-C键的选择性裂解和酯化，在廉价铜盐的催化下，使用环境友好的氧作为氧化剂，以优异的产量生成甲基酯。含有C(OH)-C键的苯基乙醇衍生物被有效地转化为苯甲酸甲酯。详细分析表明，在反应体系中，除了主要的酯化反应外，副产物(如烯烃和酸)也会原位转化为酯类，从而提高了反应的效率和选择性。

原文链接

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2020.09.006

深度解读

通讯作者信息

韩布兴

1957年7月20日出生于河北遵化市，中国科学院院士，中国科学院化学研究所研究员、博士生导师。1985中国科学院长春应化所硕士，1988年中国科学院化学所博士，1988-1989中国科学院化学所助研，1989年至1991年在加拿大萨斯克彻温大学化工系作博士后，1991-1993年中国科学院化学所副研究员，1993 年后任中国科学院化学所研究员、博士生导师，1994年后任中国科学院化学所化学热力学与热化学研究室主任，2013年12月增选为中国科学院院士。2017年10月16日受聘为华东师范大学特聘教授。

在 Science、Acc. Chem. Res.、Nat. commun.、Sci. adv.、chem、Angew. Chem. Int. Ed.、J. Am. Chem. Soc.等期刊发表SCI收录论文480篇，论文被引用10000余次，获国家专利30件。作为第一完成人获国家自然科学奖二等奖1项、北京市科学技术奖二等奖1项，获Elsevier出版社J. Colloid interf. Sci.期刊终身成就奖。担任Green Chem.期刊副主编，Nati. Sci. Rev., Chem. Sci. ChemSusChem、J. Supercritical Fluids、中国科学（化学）等16种期刊的编委或顾问编委。

2.

基于TiO2的生物质或生物质衍生平台化合物的光催化转化

摘要

光催化为在温和条件下选择性地将生物质转化为高价值的化学品或燃料提供了一个很有前景的机会。虽然氧化钛被广泛用于光催化污染物降解、析氢和CO2减排，但很少有研究致力于基于TiO2的生物质或生物质衍生平台化合物的光催化转化。在这里，作者报道了二氧化钛表面控制光催化糠醛和香草醛选择性转化，这是木质纤维素衍生的关键平台化合物。通过操纵暴露面，可以使反应由醛基加氢转变为碳碳偶联;呋喃和芳香族醇或偶联产物是精细化学品或喷气燃料前体，可以选择性地生产。研究表明，氧空位的密度依赖于表面物种的电荷分布和吸附强度，从而控制产物的选择性。本工作提供了一个通过修饰TiO2表面来控制生物质原料的增值化。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2020.08.014

通讯作者信息

王野

　1966年5月生，1986年南京大学本科毕业，1989年获南京大学硕士学位。1991年赴日本留学，1996年获日本东京工业大学博士学位。其后，先后在日本东京工业大学、东北大学和广岛大学从事教学和科研工作，并于2001年在日本广岛大学晋升副教授。2001年8月起任厦门大学教授、博士生导师。研究领域为多相催化，从事新催化材料、催化选择氧化和费托合成等方向上的基础研究。近年来主要致力于甲烷选择氧化和氧化官能团化制重要含氧化合物、烯烃环氧化和醇选择氧化以及费托合成等与重要的能源过程、化工过程和绿色化学过程相关联的催化材料的研制、构效关系和反应机理方面的研究。2000年获美国化学会Richard A Glenn奖。获中国发明专利一项，日本和美国发明专利各一项。任中国化学会催化专业委员会委员（2002－）、固体表面物理化学国家重点实验室学术委员会委员（2004－）、《石油化工》杂志编委（2005－）。入选2004年度教育部首批新世纪优秀人才支持计划。在国际学术刊物上发表SCI论文70余篇，论文被SCI他引近300次。

3.

纤维素的聚合度(DP)对提高纳米纤维素膜的机械强度起着关键作用

摘要

通过各种排列技术，可以将单个纳米纤维素优异的机械性能转化为宏观纳米纤维素薄膜。纤维素的聚合度(DP)对提高纳米纤维素膜的机械强度起着关键作用，但对聚合度的研究很少。在本工作中，作者采用纤维素DP保护策略，制备了具有较高拉伸强度(1014.7 G69.1 MPa)的纳米纤维素膜。采用碱性亚硫酸盐-蒽醌-甲醇法制浆，不仅能快速去除木块上的大部分木质素和半纤维素，有利于后续机械压制过程中相邻纤维细胞壁间氢键的形成，而且能显著抑制纤维素DP的分解。这种强大的纳米纤维素膜揭示了纤维素的特殊机械潜力，并具有在传统上由不可再生材料(如塑料、玻璃和金属)主导的高级应用的潜力。

原文链接

https://doi.org/10.1016/j.matt.2020.01.016

通讯作者信息

邱学青

男，汉族，1965年12月生，博士，教授，博士生导师。现任广东工业大学党委副书记、校长。1987年清华大学化工系毕业，1990年获华南理工大学环境化工专业硕士学位，1995获华南理工大学化学工程专业博士学位。1990年至2019年12月在华南理工大学化学与化工学院任教；2000年5月被评为教授；2001年1月被批准为博士生导师。历任华南理工大学人事处副处长（1998年9月-1999年3月）、华南理工大学人事处处长（1999年3月-2007年11月）、华南理工大学党委常委、副校长（2007年11月-2019年12月）。2019年12月起任广东工业大学党委副书记、校长。

主要从事工业木质素的资源化高效利用及新型萃取工艺方法的研究，获得国家技术发明二等奖2次（2015、2007，均排名第一），部省级科技一、二等奖共5次，中国专利优秀奖3次，广东省专利金奖2次；获中国发明专利授权95件，美国专利授权2件；发表SCI/EI 收录论文近400篇，高校管理研究方面论文10多篇。先后主持国家自然科学杰出青年基金、国家自然科学重大基金课题和重点项目、“973”计划项目、863项目等国家、省部级及企业技术开发项目多项。获国家教学成果一等奖1次、二等奖2次。

4.

长竹纤维与短甘蔗纤维混合的可降解塑料

摘要

在本研究中，作者开发了一种途径，通过纸浆模塑将甘蔗渣从糖生产到食品相关终端产品的价值，这代表了一种可持续的材料和清洁制造。来自制糖工业的甘蔗渣对于食品相关应用来说是天然安全的。所生产的餐具完全可生物降解，可再生，环保。作者还开发了将长竹纤维与短甘蔗纤维混合的混合纤维策略，在得到的餐具中形成了丰富的物理缠绕，具有高拉伸强度、优异的油稳定性、优异的疏水性、低重金属含量等食品容器所要求的优越性能。

值得注意的是，目前本文所制备的餐具大部分是在自然条件下60天内进行生物降解的，这大大缩短了合成塑料的降解时间。此外，与聚苯乙烯生产相比，纸浆成型产生的CO2排放要少得多。

因此，由生物质制成的餐具代表了一种生态友好的，低成本的，可降解的替代食品包装合成塑料。

原文链接

https://doi.org/10.1016/j.matt.2020.10.004

通讯作者信息

Hongli Zhu

Hongli Zhu目前是美国东北大学的助理教授，2009年获华南理工大学博士，2009-2011年在瑞典皇家理工学院做博士后，2012-2015在马里兰大学做研究助理。目前她的团队主要从事电化学储能、生物质衍生多功能材料和新兴先进制造技术等方面的研究。主要研究方向包括可持续能源存储、多功能材料和先进制造等。专注于可持续能源存储、生物可降解材料和制造，旨在通过技术将自然与人联系起来，更好地满足社会的需求。

5.

电化学转化应用于生物质衍生物的高值化利用

摘要

化学制造业受到能源和成本密集型过程的困扰，采用苛刻的反应条件和有毒/昂贵的催化剂来推动化学转化。此外，合成的产品分布是复杂的，引入困难的分离各自的成分。在这方面，从生物材料衍生的平台化学品(如甘油、5-羟甲基糠醛、乙酰丙酸和己二烯二酸)开始的电合成，为驱动特定的分子转化和直接合成高价值化学品提供了一条有前途的途径。在这里，作者重点综述了电合成的基本观点(质子/电子转移过程，氧化和氢化机制)，突破了选择性产品生产的瓶颈，以及该领域的最新进展。我们通过注意设置和催化剂设计策略对产品选择性的影响，使电化学系统的设计合理化。操作分析/表征和理论计算将被讨论，以达到理解机械途径和中间/产品的生成。最后，作者对这些有前景的电化学技术的推导提出了一个简明的展望。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.matt.2020.09.002

通讯作者信息

Jong-Min Lee

Jong-Min Lee是韩国弘益大学化学工程学士学士和哥伦比亚大学的博士。2008年起在南洋理工大学化学及生物医学工程学院任教。研究兴趣主是电化学系统的分析和设计，以及离子液体作为化学和生物医学反应绿色溶剂的开发和纳米材料及其组合物在生物医学、光学和电子领域的应用。目前研究主要集中在利用多孔阳极氧化铝和溶致液晶作为电化学能量系统的双模板中介孔材料的电沉积；离子液体作为化学和生物医学反应介质的发展；利用离子液体提取金属离子；利用离子液体生产可发酵糖的生物质原料的分解等。

作者水平有限，如有遗漏或描述不科学之处敬请谅解。