南京林业大学化学工程学院副教授黄曹兴:坚定科研人生路 牢记林化人使命
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- 发布时间:2021-07-19 14:16
“志高则言洁,志大则辞宏,志远则旨永。”这就是黄曹兴。在他身上,能读到纯粹的科学家的科研精神,一种为了理想而不避风雨、勇往直前的热忱。这种热忱被他自己称为“有信念、爱折腾、坚持一点”,他就是可再生清洁能源研究路上的一位自由探索者,以学问为矛、以理想为马,自由驰骋,风雨兼程,在科研和教学中开辟出一条宽阔的道路。
黄曹兴,南京林业大学化学工程学院副教授(享受三级教授待遇)。2012年毕业于吉林农业科技学院动植物检疫专业,2017年获南京林业大学林产化学加工工程博士学位,并于2015年前往美国北卡罗莱纳州立大学学习进修1年,主要从事生物质资源(竹材加工剩余物和秸秆等)高效生物转化、木质素的分离方法、结构分析、改性及其高值化研究,全力为我国农林废弃物资源制备高端化学品和能源做出积极贡献。
科研创新,源于林化人一份责任
爱因斯坦有句名言:兴趣是最好的老师。然而,在一项事业中想要取得成绩,更离不开对社会的一份责任感和日复一日的辛勤耕耘。2012年本科毕业后,黄曹兴跨学科进入南京林业大学深造学习,从事木质纤维原料细胞壁的组分分离与结构鉴定、木质纤维素原料的预处理与酶水解等科研工作,究其根源就是为了响应国家号召,解决当前全球都面临的能源危机问题,积极破解生物能源生产过程中存在的技术壁垒。
近年来,大量使用化石资源所引发的资源枯竭、温室效应、雾霾和城市污染等问题已成为人们关注的焦点。开发可再生清洁能源,构建清洁、低碳与安全高效的能源体系,已成为国家可持续发展战略的重要任务。纤维素燃料乙醇因其原料可再生、清洁和不引起温室效应等特点而被国家列为支持发展的替代能源之一。2017年9月,国家发改委和能源局等15部门联合印发《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》指出,到2020年将在全国范围推广使用车用生物乙醇汽油。在我国粮食形势依然严峻、淀粉基乙醇不能满足车用乙醇需求的形势下,利用我国丰富的农林废弃物生产燃料乙醇已成为科技界和工业界的迫切任务。
在美国北卡罗来纳州立大学森林材料系进行访问学习期间,黄曹兴曾师从国际木材科学院院士Hou-min Chang教授和国际造纸专家Hasan Jameel教授,开展了木质素高值化利用、木质素基传感器制备与表征等研究工作,学位论文即制约竹材纤维糖化的物理和化学屏障机制和破解策略研究,积累了丰富的科研经验,也让他认识到将纤维素废弃物通过生物炼制技术制备生物乙醇和生物基化学品,将对农林业和工业生物技术领域的发展起到重要作用。
回国后,黄曹兴的工作主要集中在两个方面:一是竹材糖化技术研究,开展了原料高木质素和高LCC含量特点的研究,包括低用碱量硫酸盐法耦合阿拉伯糖苷酶、DES低共熔溶剂深度脱木质素法以及SO2-乙醇深度脱木质素预处理法。针对稀酸预处理物料高残留木质素特征研究,提出多项破除残留木质素对酶水解影响的技术,并在国际期刊发表多篇SCI论文。二是预处理过程中固、液废弃物高值化利用。主要包括:生物炼制过程中产生的预水解液综合利用,开发预水解液中低聚糖和木质素分离技术研究制备高活性低聚木糖和木质素。针对酶解过程中产生的木质素,黄曹兴提出将其制备成木质磺酸盐并成功用于水泥减水剂开发;开发木质素基胶黏剂,并应有于电磁屏蔽胶黏剂制备,屏蔽效率达到-29db;创制木质素分级技术,得到木质素小分子定向改性制备高分子塑料。
在近几年的研究中,黄曹兴和团队构建了高效纤维素糖化预处理技术,提出了利用水热法耦合磺化技术,酶水解效率高,实现三大素综合利用制备化学品;合成了高效、低用量木质素屏蔽剂辅助水解,酶水解效率高,适用于所有预处理物料纤维素糖化。创建了预水解液中木质素和半纤维素分离技术,得到高纯度、生理活性的组分,树脂易分离效率高、可多次重复使用,工艺适用于其他化学品制备。相关工作发表SCI论文5篇,已获得专利授权(ZL201610552888.9),并在江苏康维生物有限公司进行推广使用,实现从木质纤维原料预水解液(废液)中提取高纯度低聚木糖,推动了低聚木糖制备技术的升级。也被已被美国Reynolds American Inc.烟草公司应用于烟草预水解液成分高效分离研究,预计产生社会效益100万元美元/年以上。
自2017年毕业以来,黄曹兴已经主持国家自然基金1项、江苏省青年科学基金1项,国家级/省级重点实验室开放基金4项,入选福建省科技特派员,第六届中国科协青年人才托举工程项目。近3年来,发表第一作者/通讯作者SCI论文24篇,总影响因子145,3篇SCI论文入选ESI热点文章,7篇SCI论文入选ESI高被引论文,受邀撰写生物质预处理英文专著1章,申请中国发明专利6件。受邀国内外学会会议做报告10多次。担任Materials Highlights编委和本领域10多种SCI期刊审稿人,曾获得江苏省优秀博士论文、中国林科十佳毕业生、梁希优秀学子奖、梁希青年论文奖二等奖、南京林业大学校长特别奖学金(10万)等多项奖励。
冰冻三尺,非一日之寒。年轻的黄曹兴知道,科研成果的取得离不开一代一代研究者在继承的基础上不断创新,以开创中国林产化工工业新篇。因此,自己在做好科研的同时,必须做好教学工作。
立德树人,践行心中的师者本色
勤学好问、刻苦钻研是做好研究工作的基础。勤于思考、集思广益、锲而不舍是科研的灵魂。这种坚定的理念被黄曹兴自然而然地贯穿在教学过程中,灌输给新一代年轻人,使他们受益匪浅。更重要的是,他一直坚持党对教育事业的全面领导,把立德树人作为根本任务,坚持以人为本,培养“顶天立地复合应用型卓越农林人才”。
如今,黄曹兴已经培养硕士生5名,其中2人获得硕士国家奖学金,1人获得南京林业大学校长特别奖学金,指导1名本科生获得江苏省优秀本科论文奖;带领22人参加大创项目,主持6项;指导6名本科生发表SCI论文,其中1区3篇,二区1篇,三区1篇。
作为青年教师的典型代表,黄曹兴有着更具前沿性的教学改革思路,在这种思路的指引下,他完成了《生物质能源》和《生物化学》课程教学改革项目,发表教改论文1篇,为学科发展做出了自己的贡献。
浩荡东风催征人,疾舸扬帆正当时。在潜心于科研与教学的道路上,黄曹兴始终保持着全新的姿态,步履坚实、激情四射。
