随着我国“双碳”目标、“十四五”全国农业绿色发展规划的提出，农业废弃物资源化、高值化转化成为我国农业发展与生态环境领域的重要任务。自2021年7月以来，环境学院田东副教授研究团队依托于国家自然科学基金青年基金和面上项目的资助，经废弃物处理与资源化研究中心团队专家指导，在木质纤维素废弃物绿色加工及高值转化领域取得一系列重要进展。

前期的研究发现，低共熔溶剂（DES）预处理木质纤维素，可以选择性的去除木质素组分，同时对纤维素组分保持性好，为木质纤维素的材料化转化提供了可能。该系列研究选取代表性木质纤维素原料，利用温和水热耦合DES预处理技术，选择性的分离出木质纤维素的三大组分：半纤维素、纤维素和木质素，并进一步根据其三组分的结构性质将其制备成全纳米材料：活性碳纳米材料，纳米纤维素和木质素纳米球，并深入探究了不同原料底物所制备所得纳米材料之间的性质差异，实现了木质纤维素的全组分纳米材料转化。以水稻秸秆为例，1.0 t水稻秸秆在本工艺中，可生产出22 kg，比表面积高达2680 m2 g−1活性纳米碳，458 kg稳定性高，分散性好的纳米纤维素和47 kg核壳结构致密的木质素纳米球。进一步的，该研究系统比较了酸/碱DES分级木质纤维素的特征，阐明DES木质素化学结构对其溶液自组装，制备木质素纳米球的影响规律。为其在木质素微胶囊农药的可发和利用奠定基础。上述研究不仅为木质纤维素废弃物的开发利用提供了新的技术可能，更为其在农业环境保护领域带来新的研究素材。

研究成果相继以题目“Complete conversion of lignocellulosic biomass into three high-value nanomaterials through a versatile integrated technical platform”（木质纤维素生物质完全转化为三种高价值纳米材料的技术平台）发表在《Chemical Engineering Journal》（《化学工程杂志》，中科院工程技术TOP期刊，IF=13.273）；“Insights into lignocellulosic waste fractionation for lignin nanospheres fabrication using acidic/alkaline deep eutectic solvents”（酸/碱低共熔溶剂分级木质纤维素废弃物制备木质素纳米球的机制解析）发表在《Chemosphere》（《化学圈》，中科院环境与生态学TOP期刊，IF=7.086）；“Bacterial cellulose/lignin nanoparticles composite films with retarded biodegradability”（延缓生物可降解性的细菌纤维素/木质素纳米球复合膜）发表在《Carbohydrate Polymers》（《碳水化合物》，中科院工程技术TOP期刊，IF=9.381）。在上述系列研究成果中，四川农业大学为第一完成单位，加拿大卡尔加里大学为合作单位。硕士研究生沈飞跃、郭钰洁作出重要贡献。

图-水热处理耦合低共熔溶剂分级木质纤维素废弃物制备高价值纳米材料的技术平台

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.131373,https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.131798, https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2021.118656.