你扔掉的虾蟹壳竟可成为催化剂!贵州师范大学变废为宝,相关成果已在nature子刊发表
吃完的虾壳、蟹壳你是不是随手就扔进了垃圾桶?在多数人眼里,它们只是毫无用处的餐厨废弃物,但在贵州师范大学的科研团队眼中,这都是被低估的“宝藏资源”。


近日,贵州师范大学生物质与绿色催化科研团队耗时四年攻坚的重磅技术成果亮相,成功将废弃虾蟹壳转化为新能源、新材料、医药领域的高效催化剂,催化效率跻身国际领先水平,相关研究成果更是成功发表在国际顶级期刊《Nature Communications》(自然·通讯)上,不仅实现变废为宝,还让催化效率达到国际领先水平。

每年,贵州乃至全国的海鲜加工产业都会产生海量的虾蟹壳废弃物。但在贵州师范大学生物质与绿色催化科研团队成员眼中,这些都是放错地方的宝藏。
贵州师范大学生物质与绿色催化科研团队成员谭友娟说:“催化剂的载体制备来源于平常生活中常见的虾蟹壳,通过打磨粉碎之后进行酸碱处理,把虾蟹壳多余的高蛋白、钙离子去除,再通过溶胶凝胶法改变它的形态,呈现出不同形态的催化剂,比如凝胶、微球,达到纳米级,催化性能会更好。”


为什么虾蟹壳可以制成催化剂?原来,虾蟹壳当中有非常丰富的甲壳素。这种物质,经过巧妙改造,可以成为催化剂的完美“骨架”。而团队要解决的,就是如何让普通金属原子在这个“骨架”上均匀、稳定地排开,从而改善结构,提高性能。


“目前我们成功实现了铁、钴、镍、铜这些廉价的过渡金属以单原子的形式负载在甲壳素的载体上。就像我们坐公交车一样,每一个过渡金属都能找到自己的位置,并且在‘安全带’的束缚下,能够非常牢固地存在于上面。甲壳素就起到这样一个作用。”贵州师范大学材料与建筑工程学院副院长裴响林告诉记者。
而要把甲壳素用起来,也并不容易。团队采用低温碱尿素水体系,像一把“温柔的手术刀”,破坏甲壳素顽固的天然结构,让其变得易于加工。

今年3月,相关技术成果已在国际著名期刊《Nature Communications》上发表。团队也正在与新能源企业、药企等开展产学研合作,聚焦电池隔膜材料及药物中间体中精细化学品的合成,通过实验室小试与初试,初步实现实验室规模化制备。


贵州师范大学材料与建筑工程学院副院长裴响林说:“目前我们将其应用于新能源、新材料精细化学品合成,还有大健康医药产业涉及的激素药、抗镇定药、抗病毒药,药物分子关键前驱体合成,合成效率达到国内外最高水平,每小时平均转化52个反应物分子,能够提高生产效率、节省成本。”
贵州师范大学材料与建筑工程学院副院长 裴响林

