Phytoplankton composition and its relationships with environmental factors at Zhangzhou section of western Jiulong River

分别在2010年的丰、平、枯3个时期,从浮游植物种类组成、生物量(叶绿素A含量)及其粒级结构等指标对九龙江漳州段浮游植物组成进行了调查,同时分析了其与环境因子间的关系,评估了该河段的水质质量。结果表明:研究区域微微型浮游植物占总生物量比例与温度存在显著的正相关性(P<0.05),小型浮游植物占总生物量比例与总氮成显著的负相关(P<0.05)。共鉴定出浮游植物7门59种,且在各时期均有差异;丰水期与枯水期相比,蓝藻比例上升(P<0.05),甲藻比例下降(P<0.05);研究水域SHAnnOn-WIEnEr指数在1.0~3.0,为中度污染。典型对应分析表明,温度和营养盐是影响九龙江西溪漳州段浮游植物群落变化的主要环境因子。From the viewpoints of species composition and biomass (size-fractionated chlorophyll a), an investigation was conducted on the phytoplankton composition at Zhangzhou section of Western Jiulong River during wet, normal, and dry seasons in 2010, with the relationships between the phytoplankton composition and environmental factors analyzed and the water quality assessed.In the study area, the proportion of picoplankton biomass to the total phytoplankton biomass had significant positive correlation with water temperature (P<0.05), and the proportion of micro-phytoplankton biomass to the total biomass had negative correlation with water total nitrogen (P<0.05).A total of 59 species belonging to 7 phyla were identified.The phytoplankton species composition and abundance varied with seasons and sites.In wet season, the proportion of Cyanobacteria increased (P<0.05), while that of Dinoflagellates decreased (P<0.05), as compared with those in dry season.Canonical correspondence analysis showed that water temperature and nutrients contents were the main environmental factors affecting the phytoplankton community composition and biomass at the Zhangzhou section of western Jiulong River.福建省教育厅科技项目(JA09164);福建省大学生科研创新实验计划;国家自然科学基金项目(40806060)资

葡萄糖制备5-羟甲基糠醛

5-羟甲基糠醛(HMF)作为一种重要且多用途的生物质基平台化合物,可被转化为多种高附加值化学品,如乙酰丙酸、2,5-二甲基呋喃、2,5-呋喃二甲酸、2,5-呋喃二甲醇、γ-戊内酯、5-氨基乙酰丙酸等,而这些化学品可进一步作为化石燃料替代品、燃料添加剂或作为聚合物单体或医药产品等进行应用。葡萄糖是由纤维素水解大量得到的六碳单糖,由葡萄糖制备HMF是生物质资源最大化利用的有效途径之一。本文通过对近几年HMF制备方法的概述,分别由催化剂、反应体系两方面进行分类总结葡萄糖基碳水化合物制备HMF的研究进展,并对其各个反应过程的催化活性、反应体系稳定性和应用前景进行了总结归纳。随后论述了用于HMF制备的多种溶剂体系(诸如单相体系、双相体系、离子液体和低共熔溶剂体系)。最后,结合目前葡萄糖制备HMF过程中存在的问题,对未来工作的研究重点进行了展望,以期为相关研究者提供参考。国家自然科学基金项目(No.21506177,21676223);;福建省发改委重大产业化投资项目(No.2015489);;厦门大学校长基金(No.20720160077,20720160087,20720170062);;福建省自然科学基金项目(No.2016J01077,2015J05034);;福建省高校青年自然基金重点项目(No.JZ160398)资助~

Strategies of Prior-Fractionation for the Graded Utilization of Lignocellulose

木质生物质是地球上最丰富的一类生物质资源,主要由碳水化合物高分子(纤维素、半纤维素)和芳族聚合物(木质素)组成。木质纤维组分的清洁高效分离,是实; 现多元化、高值化生物精炼的重要基础。本文首先讨论了基于分级利用的组分分离技术与基于制备纤维素乙醇的预处理技术的不同之处;其次,梳理归纳了五种木质; 纤维组分优先分级分离策略:纤维素优先分离,木质素优先分离,半纤维素优先分离,木质素和半纤维素优先分离以及纤维素和半纤维素优先分离;再次,基于半纤; 维素优先分离策略,对国内相关的产业化应用进行了评述;最后,对木质生物质组分分离技术的当下定位和发展前景进行了总结与展望,以期对木质生物质的三大组; 分有较全面的价值观念和利用思路,并对木质生物质精炼技术的发展提供借鉴与参考。Lignocellulosic materials contributing the large proportion to the biomass resource are mainly composed of carbohydrate polymers (cellulose, hemicellulose), and aromatic macromolecules (lignin). Pre-fractionating lignocellulose is considered as the foundational step to establish an economical and sustainable lignocellulosic biorefinery. Firstly, the distinction between lignocellulose fractionation technologies and pretreatment methods for cellulosic ethanol production is discussed. Afterwards, five prior-fractionating strategies of lignocellulose for the biorefinery process are elaborated, including cellulose-first processing, lignin-first processing, hemicellulose-first processing, lignin & hemicellulose-first processing, and cellulose & hemicellulose-first processing. And then industrial applications of hemicellulose-first processing in our country are reviewed. Ultimately, the future perspective on lignocellulose fractionation technologies are given. The aim of this review is to provide new insights into the lignocellulosic biorefinery based on the fractionating of lignocellulose.National Natural Science Foundation of China [21676223, 21506177];; Fujian Provincial Development and Reform Commission, China [2015489];; Fundamental Research Funds for the Central Universities [20720160087,; 20720160077, 20720170062]; Natural Science Foundation of Fujian Province; of China [2016J01077, 2015J05034]; Education Department of Fujian; Province [JZ160398

电渗析法处理生物质水解液分离提纯乙酰丙酸

首先研究了生物质派生的竹浆和糠醛渣在多次投料和补加硫酸的条件下水解制备乙酰丙酸（LA）的过程.实验结果表明,酸水解过程会消耗溶液中的H+,通过补加硫酸维持水解液pH可以保证后续投料水解反应顺利进行,最终得到含高浓度LA的生物质水解液.此外,利用配制的模拟水解液研究了电渗析过程对原料液中LA、硫酸和甲酸（FA）三者分离的影响.结果表明:当硫酸存在时,大多数SO42-及少量的LA和FA在电渗析过程中被分离;当原料液电导率降为0时,SO42-被完全除去,同时LA和FA在电渗析过程中开始被快速地分离.最后,使用电渗析法处理真实的生物质水解液除去其中的SO42-,并采用蒸馏法提纯LA.最终LA的回收率为87.1%,并且分离得到的硫酸溶液可以进行重复利用.国家自然科学基金（21706223,21776234,21676223）中国石油天然气集团有限公司创新基金（2018D-5007-0503

Conversion of Biomass to Novel Platform Chemical γ-Valerolactone by Selective Reduction of Levulinic Acid

生物质是唯一能替代化石资源转化得到液体燃料及化学品的可再生资源,近年来,催化转化生物质制备各种平台化合物的研究受到了人们越来越广泛的关注。和乙酰丙酸(lA)一样,γ-戊内酯(gVl)也被认为是一种具有广泛应用潜能的新型生物质基平台化合物。目前,人们已经开发出多种催化剂和反应体系用于催化生物质基lA选择性还原制备gVl。根据氢源的不同可将lA制备gVl的途径概括为4种:分别以分子H2、甲酸(fA)、合成气和醇类作为氢源的途径。本文着重从氢源的差异来归纳和总结生物质基lA选择性还原制备gVl的途径及其研究进展,以期为寻找一种高效、经济、环保的gVl合成途径提供一些思路和参考。Biomass is the only renewable resources on the earth that can be converted to liquid fuels and chemicals to replace fossil resources.Recently,the catalytic conversion of biomass to platform molecules has attracted more and more attentions from the researchers worldwide.γ-Valerolactone( GVL) is regarded as a platform molecule that has extensive application potential,similar to levulinic acid( LA).Up to now,various of catalysts and reaction systems were developed and applied to the selective reduction of biomass-derived LA to GVL,and the hydrogenation of LA can be driven by various hydrogen sources,including molecule H2,formic acid( FA),syngas and alcohols.In this review,the catalytic hydrogenation routes and recent research progress for the reduction of LA are systematically summarized in view of the diversity of hydrogen sources.The future research trends of the selective reduction of LA to GVL are suggested.国家重点基础研究发展计划(973)项目(No.2010CB732201); 国家自然科学基金项目(No.201106121); 中央高校基本业务费专项资金项目(No.2010121077); 厦门大学研究生基础创新基金(No.201212G006)资

Screening and Cloning of IMP Cyclohydrolase from a Metagenomic Cosmid Library of a Deep-sea Sediment Sample

为了解嘌呤合成途径的关键酶——IMP环水解酶的多样性,从深海沉积物样品中提取总dnA构建COSMId宏基因组文库,从中筛选出一个具有IMP环水解酶活性的克隆(CAIMP1).通过基因步移的方法从CAIMP1的约35 kb的插入片段中扩增出长度为1 599 bP的完整的IMP环水解酶基因,该基因包含MgS和AICArfT_IMPCHAS两个保守结构域.活性检测结果表明CAIMP1克隆的发酵液上清具有较强的IMP环水解酶活性.该酶与数据库中收录的IMP环水解酶的氨基酸序列同源性较低,系统发育分析也表明该酶与其它参照序列亲缘关系较远,表明该序列可能为一个新的IMP环水解酶基因.IMP cyclohydrolase is a key enzyme in the purine synthesis pathway.A clone(CAIMP1) producing IMP cyclohydrolase activity was isolated from a metagenomic library which was constructed from metagenomic DNA of a deep-sea sediment sample.The gene coding for the IMP cyclohydrolase with the size of 1 599 bp was subcloned from the 35 kb inserted fragment of CAIMP1 by gene walking.Two conserved domains,MGS and AICARFT_IMPCHas,was found in the gene.The CAIMP1 exhibited high activity towards 5-formaminoimidazole-4-carboxamide ribonucleotide(FAICAR).The alignment and phylogenetic analysis of amino acid sequence of the CAIMP1 IMP cyclohydrolase showed that it had low homology with other referenced sequences in GenBank,indicating that it might be a new sequence.中国大洋协会项目(No.DYXM-115-02-2-04)资助---

异氰酸酯改性竹材表面及其抗蚀性能研究

以异氰酸酯对竹材表面进行接枝改性,大幅提升了天然竹材的抗蚀性能。研究中分别以热水预处理竹材(H-bam)和碱预处理竹材(A-bam)为原料,采用二环己甲烷4,4′-二异氰酸酯(HMDI)为改性剂,得到改性竹材样品H-HMDI-bam和A-HMDI-bam。抗蚀机制研究表明:改性后竹材表面的羟基数量明显减少,羰基、酰胺官能团增加,HMDI成功接枝到纤维表面并成絮状包裹状,A-HMDI-bam和H-HMDI-bam的负载量分别为6.342和4.080 mmol/cm~2。改性样品疏水性明显增强,其中H-HMDI-bam表现优异,吸水率由原料的68.7%下降到35.5%,孔径和孔体积大幅下降到33.48 nm和0.039 0 cm~3/g。SEM观察表明H-HMDI-bam样品无明显被腐蚀的痕迹,腐蚀等级为0～1级,与工业传统炭化抗腐处理工艺水平相当。国家自然科学基金资助项目(21776234);;中国石油天然气集团有限公司创新基金(2018D-5007-0503

电渗析法处理生物质水解液分离提纯乙酰丙酸

首先研究了生物质派生的竹浆和糠醛渣在重复投料和补加硫酸的条件下多次水解制备乙酰丙酸（LA）的过程。实验结果表明,酸水解过程会消耗溶液中的H+,通过补加硫酸维持水解液pH可以保证后续投料水解反应顺利进行,最终得到含高浓度LA的生物质水解液。此外,利用配制的模拟水解液研究了电渗析过程对原料液中LA、硫酸和甲酸（FA）三者分离的影响。研究表明,当硫酸存在时,大多数SO42-及少量的LA和FA在电渗析过程中被分离,当原料液电导率降为0时,SO42-被完全除去,同时LA和FA在电渗析过程中开始被快速地分离。最后,使用电渗析法处理真实的生物质水解液除去其中的SO42-,并采用蒸馏法提纯LA。最终LA的回收率为87.1%,并且分离得到的硫酸溶液可以进行重复利用。国家自然科学基金(21706223,21776234,21676223

生物质基2,5-二甲基呋喃制备对二甲苯的研究进展?

对二甲苯(p-Xylene,pX)是一种十分重要的化工原料,其主要用途是生产对苯二甲酸(terephthalic acid,TA)和对苯二甲酸酯等聚合物单体产品。pX目前主要从石油化工路径制备得到。为了利用生物质资源绿色可持续地生产pX,从生物质基2,5-二甲基呋喃(2,5-Dimethylfuran,DMF)经Diels-Alder和脱水反应制备pX近年来逐渐成为研究热点。研究综述了近年来以生物质基DMF制备pX的研究进展,分析了该技术路线中催化体系和溶剂体系等方面的现状,并对生物质pX合成路径的发展趋势和前景进行展望

CuOx-CaCO3催化剂高效催化生物质乙酰丙酸甲酯制备γ-戊内酯（英文）

γ-戊内酯（GVL）在燃料和化学品上有着巨大的潜在利用价值,如何从生物质木质纤维素出发经济地制备GVL广受关注.目前已有大量的研究致力于利用不同氢源从乙酰丙酸及其酯类催化加氢制备GVL的催化体系.过去的数年里,外加氢气条件下的乙酰丙酸及其酯类加氢制备GVL已经得到了广泛的研究.考虑到液体醇使用和管理相比于氢气更为安全便捷,而且醇类如甲醇、乙醇都是可以从生物质制备的绿色环保的溶剂,利用醇类通过Meerwein-Ponndorf-Verley（MPV）还原作为生物质催化加氢过程中的的溶剂和氢供体已经引起了人们的浓厚兴趣.在脂肪醇中,甲醇的还原势能最高,在MPV还原里的效果不如其他醇,但可以通过甲醇重整制氢的方式来供氢.此外,乙酰丙酸甲酯（ML）可以通过甲醇中酸催化醇解碳水化合物制得,因此可以尝试将碳水化合物醇解制备ML;甲醇重整制氢以及ML加氢结合起来,从而省去繁琐且能耗较大的ML分离步骤.腐殖质的存在和固体催化剂在甲醇中的稳定性是上述两步法策略的最大挑战.本文通过草酸凝胶共沉淀法首次制备了（n）CuOx-CaCO3（n为Cu/Ca摩尔比）双功能催化剂,用于以甲醇为原位氢源,从生物质ML一锅制备GVL反应中.经筛选,（3/2）CuOx-CaCO3催化制备GVL的得率高达95.6%.利用各种表征手段分析了催化剂使用前后的组成和结构变化.结果显示,新制的CuOx-CaCO3催化剂中即可检测到Cu+的存在,且在使用过程中CaCO3可以有效阻止二价铜在氢气氛围下被完全还原成单质铜.对于该体系中的ML加氢,亚铜有着比单质铜更佳的催化性能.循环实验表明,（3/2）CuOx-CaCO3至少可以连续稳定使用8次,其催化活性没有明显损失.此外,在纤维素醇解产物中存在腐殖质的情况下,（3/2）CuOx-CaCO3催化剂仍能够有效催化纤维素醇解得到的ML加氢制备GVL.因此可以利用这个高效廉价的催化剂开发一种便捷的一锅两步法从木质纤维素生物质制备GVL,即将酸催化的纤维素醇解、甲醇重整、ML在甲醇溶剂中加氢三者整合起来.supported by the National Natural Science Foundation of China(21676223,21706223,21776234,21606188);;the Fundamental Research Funds for the Central Universities(20720180084),the Energy development Foundation of Energy College,Xiamen University(2017NYFZ02);;the Natural Science Foundation of Fujian..