【科研进展】 新加坡国立大学颜宁教授课题组近期成果速览

颜宁教授于2000-2009年在北京大学化学与分子工程学院就读本科和博士学位。其后荣获欧盟颁发的玛丽-居里博士后奖学金，赴瑞士洛桑联邦工学院进一步深造。2012年加盟新加坡国立大学化工系担任助理教授，成立并领导绿色催化研究室至今。

颜宁课题组专注于可再生资源的催化转化，以及新型多相催化剂的开发与应用，在Nature,PNAS, Nature Communications, JACS, Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater. 等刊物发表论文100余篇，专利多项，出版专著一部。他获得了联合国教科文组织颁发的首届2014年度"GreenChemistry for Life" 青年学者奖，新加坡国立大学2015年度"YoungInvestigator Award"，全球绿色化学联盟首届2015年度"YoungResearcher Award"，英国皇家化学会2017年度"Energy,Environment, and Sustainability Early Career Award"，及美国化学会2018年度颁发的"SustainableChemistry & Engineering Lectureship Award"等奖励。

颜宁教授目前在中国大连化学物理研究所，日本北海道大学，法国图卢斯大学兼任访问研究员或访问教授职务，并担任多个国际期刊编委或青年编委（如ACSCatalysis, ACS Sustainable Chemistry & Engineering, Catalytic Science &Technology, Molecular Catalysis等）。 

以下是2020年颜宁课题组发表的研究性论文汇总

1. Co-transesterification of waste cooking oil, algal oil and dimethyl carbonate over sustainable nanoparticle catalysts, Chemical Engineering Journal, accepted manuscript. 2020

2. High-temperature Flame Spray Pyrolysis Induced Stabilization of Pt Single-Atom Catalysts, Applied Catalysis B: Environmental 2020

3. Visible-Light-Driven Amino Acids Production from Biomass-based Feedstocks over Ultrathin CdS Nanosheets, Nature Communications, 2020, accepted manuscript.

4. Zeolite-Encaged Pd-Mn Nanocatalysts for CO2 Hydrogenation and Formic Acid Dehydrogenation, Angewandte Chemie International Edition, 2020

5. Integrating Biomass into Organonitrogen Chemical Supply Chain: Production of Pyrrole and D-Proline from Furfural, Angewandte Chemie International Edition, 2020

6. Chitin Hydrolysis in Acidified Molten Salt Hydrates, Green Chemistry, 2020, 22, 5096-5104.

7. Haber-Independent, Diversity-Oriented Synthesis of Nitrogen Compounds from Biorenewable Chitin, Green Chemistry, 2020, 22, 1978-1984

8. Catalytic Production of Alanine from Waste Glycerol, Angewandte Chemie International Edition, 2020, 59, 2289-2293.

9. Upcycling Chitin-containing Waste into Organonitrogen Chemicals via an Integrated Process, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS), 2020, 117, 7719-7728.

10. High-performance photocatalysts for the selective oxidation of alcohols to carbonyl compounds, Canadian Journal of Chemical Engineering, 2020, in press.

11. Support Effects in the De-Methoxylation of Lignin Monomer 4-Propylguaiacol over Molybdenum-Based Catalysts, Fuel Processing Technology, 2020, 199, 106224.

12. Single-atom Pd Dispersed on Nanoscale Anatase TiO2 for the Selective Hydrogenation of Phenylacetylene, Science China Materials, 2020, 63(6), 982

代表作简介

2020/01 Angewandte Chemie International Edition

直接利用生物质原料并通过化学法合成氨基酸的报道目前较为少见。本文详细的阐述了一种绿色高效直接转化生物柴油行业的粗甘油到丙氨酸的合成路线。该路线所设计的Ru1Ni7/MgO催化剂展现出了杰出的催化转化丙三醇到丙氨酸的效率(43%产率)。该项研究成果进一步增加了丙三醇的商业利用率，并拓展了生物质来源的底物转化到高附加值的氨基酸产品的应用。

2020/07 Angewandte Chemie International Edition

从木质纤维素中生产可再生的高价值含氮化学品将无疑会扩大产品多样性并提高生物精炼厂的经济竞争力。本文报告了使用糠醛作为生物质原材料，在Pd@S-1和H-beta 分子筛催化体系下通过串联脱羰-胺化反应实现了吡咯的一步合成（产率为75％）。吡咯进一步在Rh/C催化剂上被转化为DL-脯氨酸。用大肠杆菌处理后获得了高价值的D-脯氨酸（收率50％，99％ee）。该项研究成果使用生物质吡咯为中心分子建立了一条从生物质原料分子到商业上含氮化学品的新型转化路径。

2020/07 Angewandte Chemie International Edition

由CO2介导的储氢能量循环是实施氢经济的一种非常有前途的方式，但是探索有效的催化剂以实现这一过程目前具有相当的挑战性。本文报道了一种在水热条件下合成沸石分子筛（S-1）中包埋的亚纳米级Pd-Mn团簇催化剂。获得的沸石包裹的金属纳米催化剂在CO2加氢成甲酸和甲酸（FA）脱氢回二氧化碳和氢的过程中表现出了较高的催化活性和耐久性。这项工作表明沸石包裹的金属纳米催化剂有望在工业上实现二氧化碳介导的快速氢能释放和储存循环。

2020/04 PNAS

甲壳素是地球上最丰富的可再生的含氮化学品物质。人类食用的大多数甲壳类产品的壳往往被当作废物丢弃，导致资源浪费和处置问题。升级含甲壳类的废弃物转化为增值产品是一种有吸引力的解决方案。然而，甲壳类生物废壳直接转化成甲壳含氮化学品（NCC）通过常规催化过程是具有挑战性的。为了应对这一挑战，在这项研究中，本文开发了集成的生物精炼工艺来升级甲壳类生物废壳转化并得到两个芳香族的含氮化学品。该工艺过程涉及含甲壳废物的预处理和随之而来的使用生物工程大肠杆菌进行发酵代谢的处理工艺。预处理步骤实现了从甲壳类废壳回收几乎100％虾壳废料（SSW）。随后工程大肠杆菌菌株经过发酵从从22.5g/L纯化后的SSW产生的酪氨酸为0.91g/L或从未纯化的SSW获得酪氨酸0.41g/L，证明了通过这个综合性的生物精炼厂可以升级含可再生甲壳质到含氮化学品的的可行性。