姓名:候其东
职务职称:副教授,天津市生物质类固废资源化技术工程中心副主任
研究领域:生物质和塑料资源化、绿色催化、环境修复
邮箱:houqidong@nankai.edu.cn
开发利用可再生资源和能源,是当今世界新一轮科技变革和产业升级的竞争焦点。生物质既是种类繁多、量大面广的固体废物,也是潜力无限的可再生碳基资源和能源。突破生物质高值利用关键技术,对培育新质生产力、推动产业绿色转型升级和高质量发展具有重要支撑作用。生物质资源化利用国家地方联合工程研究中心生物质炼制分中心针对生物质资源化利用的瓶颈问题,构建环境友好、低成本、高活性的新型固体酸、固体碱和光热催化材料,建立生物质定向催化制备高价值化学品、高品质液态燃料和可降解聚合物材料的应用基础理论和关键技术体系,推动从可再生生物质原料到高价值产品的高效定向转化,培育战略新兴产业。
教育背景
2013.9-2018.6 beat365官方网站环境管理与经济专业 硕博连读
2009.9-2013.6 beat365官方网站 环境科学专业 本科
科研教学经历
2023.10-今 beat365官方网站 副教授
2018.7-2023.9 beat365官方网站 师资博士后/助理研究员
教学工作:
1. 主讲《碳中和技术概论》,专业必修课
2. 参与讲授《环境学基础》,国家级共享精品课
3. 参与讲授《生态文明导论》,通识选修课
4. 主讲《重大科技突破案例解读》(注:2024年秋首次开设,目前选课人数稀少,欢迎同学们来开盲盒),通识选修课
学术与社会任职
1. 教育部高等学校环境科学与工程教学指导委员会秘书/联络员
2. 天津市生物质类固废资源化技术工程中心副主任
3. 生物质资源化利用国家地方联合工程研究中心生物质炼制技术研发中心主任
4. Resources, Environment and Sustainability期刊青年编委
5. 天津市可再生能源学会生物质专委会委员
6. Cell Reports Physical Science, Applied Catalysis B: Environmental, Green chemistry, ACS Sustainable Chemistry & Engineering, Journal of Cleaner Production, Science of total environment, Fuel, Energy, Renewable energy等期刊审稿人
7. 南开大学校友会年级理事
科研项目
1. 国家自然基金面上项目(22478202),50万,2025.01-2028.12,主持;
2 国家自然基金青年项目(22208169),30万,2023.01-2025.12,主持;
3. 国家自然基金区域联合创新基金重点项目(U23A20125),90万,2024.01-2027.12;
4. 国家自然基金面上项目(22478203),50万,2025.01-2028.12;
5. 国家自然基金面上项目:秸秆类生物质高效制取葡萄糖和5-羟甲基糠醛的关键技术研究(21878163),66万,2019.01-2022.12;
6. 主持中国博士后科学基金面上项目一等资助(2018M640231),2019-2021
7. 主持新疆生物类固废资源化工程技术研究中心开放课题重点项目,2022-2023
8.南开大学—华测生态环境科技(天津)有限公司共建生态环境保护联合工程中心,2023-2028,项目骨干
9. 南开大学—中国电力建设集团有限公司联合共建京津冀碳中和校企联合工程研究中心,2021-2024,项目骨干
10. 南开大学—中科环境修复联合工程研究中心合作框架协议,2020-2025,项目骨干
学术论著
代表性论文:
1.Qidong Hou, Yifan Nie*, Xiaoran Zhang, Ruite Lai, Xinyu Bai, Chao Xie, Hengli Qian, Guanjie Yu, Tianliang Xia, Yao Tang, Chengxu Wang, Fei Qu, Haixin Guo, Meiting Ju*, Tandem catalytic conversion of glucose and cellobiose to 5-ethoxymethylfurfural with record yields, Journal of Catalysis, 2024, 437, 115679.
在生物质高值转化过程中,葡萄糖制备5-乙氧基甲基糠醛(EMF)是一个近乎完美的脱水过程。EMF可作为高热值的燃料添加剂。然而,葡萄糖转化的反应网络极其复杂,极易走到岔道上变成乙基葡萄糖苷(EGL),导致EMF最大产率一直在30-43%之间徘徊。本研究将磷酸锡和含氯酸性离子液体组合成接力催化体系,首次实现61.7%的纪录产率,高于已知的常规催化体系。该体系既能通过异构、脱水和醚化路径将葡萄糖转化为EMF,也能利用水、氯离子和酸将EGL水解回到葡萄糖,第一条路径释放的水对第二条路径起到正反馈作用。
2. Qidong Hou†, Mian Laiq Ur Rehman *, †, Xinyu Bai, Chao Xie, Ruite Lai, Hengli Qian, Tianliang Xia, Guanjie Yu, Yao Tang, Haijiao Xie, Meiting Ju *, Incorporation of MgO into nitrogen-doped carbon to regulate adsorption for near-equilibrium isomerization of glucose into fructose in water, Applied catalysis B: environmental, 2024, 342, 123443.
葡萄糖异构制备果糖是工业上规模最大的酶促反应,年产量高达数千万吨。工业上使用的葡萄糖异构酶是非常成功的商业催化剂,但其需要高纯度的原料,导致分离纯化成本偏高。此外,葡萄糖异构为果糖是典型的可逆反应,受到反应平衡的制约。本研究构建了多孔氮化碳限域的氧化镁复合材料,提出了利用载体对葡萄糖的优先吸附富集效应调控反应平衡向果糖移动的新策略。在底物浓度为10 wt%的条件果糖产率达到42.9%(水相体系的最高产率),超过传统体系的平衡产率;在底物浓度高达20 wt%时,果糖产率仍然可以达到39%,平均反应效率比以往报道提升2倍以上。
3. Tianliang Xia, Meiting Ju*, Hengli Qian, Xinyu Bai, Ruite Lai, Chao Xie, Guanjie Yu, Yao Tang, Chengxu Wang, Qidong Hou*. Photocatalytic fenton-like system with atomic Fe on carbon nitride boost selective glucose oxidation towards gluconic acid, Journal of Catalysis, 2024, 429, 115257.
本研究采用氮化碳负载的单原子铁作为催化剂、过硫酸盐作为氧化剂,构建光催化和类芬顿耦合体系进行葡萄糖的选择性氧化,葡萄糖酸的选择性高达91.6%。
4. Qidong Hou*,#, Mian Laiq Ur Rehman #, Xinyu Bai, Hengli Qian, Ruite Lai, Tianliang Xia, Guanjie Yu, Yao Tang, Haijiao Xie, Meiting Ju*, Enhancing the reusability of hydroxyapatite by barium modification for efficient isomerization of glucose to fructose in ethanol, Fuel, 2023, 338, 127308.
本研究发展了一种提升催化剂稳定性和循环寿命的新策略,通过钡修饰羟基磷灰石形成稳定的BaCa6(PO4)4O晶相,采用乙醇作为溶剂有效抑制离子流失,经过煅烧催化剂的组成、结构和活性可以完全恢复,从而实现多次循环利用。
5. Qidong Hou, Xinhua Qi, Meinan Zhen, Hengli Qian, Yifan Nie, ChuanyunlongBai, Shiqiu Zhang, Xinyu Bai, Meiting Ju*. Biorefinery Roadmap Based on Catalytic Production and Upgrading 5- hydroxymethylfurfural, Green chemistry, 2021,23, 119-231.
6. Qidong Hou, Meinan Zhen, Le Liu, Yu Chen, Fang Huang, Shiqiu Zhang, Weizun Li*, Meiting Ju*. Tin phosphate as a heterogeneous catalyst for efficient dehydration of glucose into 5-hydroxymethylfurfural in ionic liquid, Applied Catalysis B Environmental., 2018, 224:183-193.
本研究设计了具有大孔结构和富含四配位锡位点的磷酸锡材料,该材料能够在离子液体中将浓度高达10wt%葡萄糖原料直接转化为5-羟甲基糠醛,其优异催化活性源于路易斯酸位点和离子液体对异构和脱水的协同催化作用。
7. Qidong Hou, Meinan Zhen, Weizun Li, Le Liu, Jinpeng Liu, Shiqiu Zhang, Yifan Nie, Chuanyunlong Bai, Xinyu Bai, Meiting Ju*. Efficient catalytic conversion of glucose into 5-hydroxymethylfurfural by aluminum oxide in ionic liquid, Applied catalysis B: environmental, 2019, 253: 1-10.
本研究利用氧化铝作为模型催化剂,通过简单的碱处理屏蔽布朗斯特酸位点,证实了路易斯酸位点和离子液体协同催化葡萄糖转化为5-羟甲基糠醛的通用机制。
8. Qidong Hou, Chuanyunlong Bai, Xinyu Bai, Hengli Qian, Yifan Nie, Tianliang Xia, Ruite Lai, Guanjie Yu,Mian Laiq Ur Rehman and Meiting Ju*, Roles of ball milling pretreatment and titanyl sulfate in the synthesis of 5-hydroxymethylfurfural from cellulose, ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2022, 10, 3, 1205–1213.
本研究采用硫酸氧钛作为多功能催化剂,利用球磨预处理降低纤维素的结晶度,构建二相溶剂体系促进产物转移,实现了纤维素直接转化制备5-羟甲基糠醛。
9. Qidong Hou, Meinan Zhen, Hengli Qian, Yifan Nie, Xinyu Bai, Tianliang Xia, Mian Laiq Ur Rehman, Qiushi Li and Meiting Ju, Upcycling and catalytic degradation of plastic wastes, Cell Reports Physical Science, 2021, 2(8): 100514.
10. Hengli Qian,Qidong Hou*, Erhong Duan, Jianrui Niu, Yifan Nie, Chuanyunlong Bai, Xinyu Bai, Meiting Ju*. Honeycombed Au@C-TiO2-x catalysts for enhanced photocatalytic mineralization of Acid red 3R under visible light, Journal of Hazardous Materials, 2020, 391: 122246.
11. Yifan Nie, Qidong Hou*, Chuanyunlong Bai, Hengli Qian, Xinyu Bai, Meiting Ju*. Transformation of carbohydrates to 5-hydroxymethylfurfural with high efficiency by tandem catalysis, Journal of Cleaner Production, 2020(274), 123023.
12. Hengli Qian, Qidong Hou*, Guanjie Yu, Yifan Nie, Chuanyunlong Bai, Xinyu Bai, Mmeiting Ju*, Enhanced removal of dye from wastewater by Fenton process activated by core-shell NiCo2O4@FePc catalyst, Journal of Cleaner Production, 2020, 273, 123028.
13. Hengli Qian, Guanjie Yu, Qidong Hou*, Yifan Nie, Chuanyunlong Bai, Xinyu Bai, Haozhi Wang, MeitingJu*, Ingenious control of adsorbed oxygen species to construct dual reaction centers ZnO@FePc photo-Fenton catalyst with high-speed electron transmission channel for PPCPs degradation, Applied Catalysis B: Environmental, 2021, 120064.
15. Mian Laiq Ur Rehman†, Qidong Hou†,*, Xinyu Bai, Yifan Nie, Hengli Qian, Tianliang Xia, Ruite Lai, Guanjie Yu and Meiting Ju*, Regulating the alkalinity of carbon nitride by magnesium doping to boost the selective isomerization of glucose to fructose, ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2022, 10, 6, 1986–1993.
16. Yifan Nie, Qidong Hou*, Hengli Qian, Xinyu Bai, Tianliang Xia, Ruite Lai, Guanjie Yu, Mian Laiq Ur Rehman, Meiting Ju*, Synthesis of mesoporous sulfonated carbon from chicken bones to boost rapid conversion of 5-hydroxymethylfurfural and carbohydrates to 5-ethoxymethylfurfural, Renewable Energy, 2022(192): 279-288.
授权专利:
1. 候其东, 余冠杰, 鞠美庭, 白新宇, 赖睿特, 汤瑶, 钱恒力, 谢超. 利用氮掺杂碳/氧化镁复合材料催化葡萄糖异构制备果糖的方法. ZL 202311021866.6
2. 候其东, 汤瑶, 鞠美庭, 陈奕, 王璇. 一种钡改性羟基磷灰石催化剂的制备方法及其应用. ZL 202211433969.9
3. 候其东, 聂一凡, 鞠美庭, 张菲菲, 陈奕. 利用多孔碳基固体酸催化制备5-乙氧基甲基糠醛的方法。ZL 202210164741.8
4. 候其东, 鞠美庭, 甄梅楠, 陈榕基, 王璇, 一种利用固体碱催化葡萄糖异构为果糖的方法. ZL202011231497.X
5. 候其东,韦良焕,汤瑶,林宁,查向浩,蔡吉祥,李有文, 一种利用锶改性羟基磷灰石高效催化葡萄糖制备果糖的方法. ZL202211433707.2
6. 聂一凡, 候其东, 鞠美庭, 张菲菲, 陈奕. 利用磺酸化磷酸锆催化果糖制备5-乙氧基甲基糠醛的方法. ZL202210101870.2
7. 白川云龙, 鞠美庭, 候其东, 李婧男, 陈奕。一种锡负载氧化铝纳米片的制备方法. ZL201910353302.X
8. 白新宇, 鞠美庭, 候其东, 梁维青. 一种利用氮化碳基光催化剂光催化选择性氧化葡萄糖的方法. ZL 2021 11097728.7
9. 张伟杰, 鞠美庭, 钱恒力, 候其东, 任惠如, 赖睿特, 夏天亮.一种二氧化锰改性铜锰尖晶石催化剂在生产2,5-呋喃二甲醛中的应用. ZL202211218364.8
10. 钱恒力, 鞠美庭, 候其东, 余冠杰, 赵莹, 付学颖, 王艳双。一种金属酞菁改性氧化锌催化剂的制备方法. ZL202110033634.7
专著:
1. 鞠美庭,候其东(执笔),葛飞,环境科学与工程类专业课程思政教学指南,教育部高等学校环境科学与工程教学指导委员会,2022,入选理工科课程思政教学指南样板。
2. 贺克斌、鞠美庭、胡洪营,候其东(副主编),环境科学与工程类专业课程思政教育案例汇编,高等教育出版社,预计2024年底前出版
3. 秸秆高值转化利用技术
荣誉与奖励
1. 2022年天津市教学成果奖一等奖
2. 2019年天津市科技技术进步奖一等奖
3. 2017年天津市知识产权创新创业发明与设计大赛一等奖(第一完成人)
4. 南开十杰
5. 南开大学学生年度人物
6. 国家奖学金
7. 南开大学优秀博士论文
8. 南开大学青年五四奖章
9. 南开大学优秀共产党员
本团队兼顾基础研究和产业应用,未来5年经费充裕,科研队伍完善,实验条件齐全。生物质资源化复兴在即,一张旧船票,诚邀材料、化学、化工、能源、环境领域的同学共赴未来之旅!