范国枝
农副资源化学化工与利用科技创新团队
团队简介：
“农副资源化学化工与利用”科技创新团队组建于2018年，隶属武汉轻工大学化学与环境工程学院，依托“农业废弃物资源化利用湖北省重点实验室”和“湖北省农副资源化学化工与利用工程技术研究中心”等科研平台，重点以农业生产和加工过程中产生的木质纤维素类农业废弃物为研究对象，运用现代化学化工的方法和手段，开展基础研究和应用研究，为农副资源的高值化和全质化利用提供科学指导和技术支撑。团队现有教授3人，副教授3人，讲师5人，实验师1人。其中，国贴专家1人，省突专家1人，楚天学子1人，在读研究生30多名。团队与化环学院、学校的其他科技创新团队形成良好的兼容和互补，并且适度交叉和融合，形成了较为完整的研究、开发和产业化的科技创新体系。团队成员先后主持承担国家级和省部级科研项目30多项，企业委托开发项目60余项，成果转化项目10余项。获科技奖励12项，授权专利40余件，发表学术论文200多篇。相关研究成果经过推广和应用转化，有力地促进了湖北省农副资源综合利用水平，带动了相关产业的发展。
研究方向简介：
（1）木质纤维素类农业废弃资源高值转化
以木质纤维素类农业废弃资源为研究对象，通过物理化学分离及化学转化等手段和技术，将农业废弃资源转化为高值化学品，实现木质纤维素组分的高效分离与高值转化。
（2）生物基环境功能材料制备与应用
聚焦生物可降解材料、吸附材料、储能材料及催化材料等材料的研究与开发，通过纳米复合及表面修饰等技术制备生物基环境功能材料，可应用于农业、包装、水处理、能源、污染治理及土壤修复等领域。
（3）环境化工与碳中和技术
聚焦多污染物协同治理、流程工业低碳化系统优化。通过多技术系统集成与过程强化，实现污染物有价元素的高效转化与回收，推动废物资源化与污染近零排放，为绿色化工转型与生态可持续发展提供系统性解决方案。
团队成员简介：
范国枝 工学博士，教授，硕士生导师，湖北绿色金融综合服务平台（鄂绿通）专家组专家、国家科技专家库入库专家、国家重点研发计划项目评审专家。1994年本科毕业于青岛科技大学，1999年硕士毕业于湖南大学，2006年博士毕业于华中科技大学，2009年在日本北海道大学从事访学研究。主持完成各类纵横向科研项目30余项，获中国授权发明专利20余件，已在国内外期刊发表学术论文100余篇，获湖北省科技进步二等奖2项。长期从事可再生废弃资源的综合利用，主要研究方向：木质纤维素类生物质高值转化、木质纤维素类生物基功能材料制备与应用、二氧化碳催化转化。
宋光森 教授，硕士生导师，国务院特殊津贴专家，湖北省有突出贡献中青年专家。1983年毕业于成都科技大学，1983-1985年在航天部武汉某工厂从事研究开发工作，1987年硕士研究生毕业于华东理工大学。1997年10月-1998年11月在德国亚琛理工大学做访问学者。主持国家及省部级等纵向科研项目20余项，企业委托项目30余项。获得湖北省科技进步一等奖1项，湖北省和武汉市科技进步二等奖2项，技术发明三等奖和科技进步三等奖共5项，发表SCI论文80余篇，获国家发明专利20余件。主要研究方向：农副资源高值化利用。
张垒 教授，硕士生导师，中国化工学会水处理专业委员会第九届委员、中国腐蚀与防护学会第10届缓蚀剂与水处理专业委员会委员、武汉市循环经济协会专家，湖北省、海南省、江西省、黑龙江省、贵州省等科技厅评审专家。2001年本科毕业于武汉科技大学，2008年博士毕业于武汉大学（硕博连读）。主持完成各类纵横向项目10余项，获中国授权发明专利20余件。已在国内外期刊发表学术论文20余篇，获得湖北省科技进步二等奖1项，武汉市科技进步一等奖1项。主要研究方向：废水处理技术与资源化（高级氧化降污理论与技术、吸附技术、膜分离技术等）、生物炭基功能材料在环境催化中的应用、钢铁低碳冶金技术开发及应用。
韩娟娟 博士，副教授，硕士生导师，楚天学子。2017年博士毕业于武汉大学，并于2015年9月至2016年9月在美国宾夕法尼亚州立大学进行博士联合培养。主持完成国家自然科学基金等各类纵横向科研项目10余项，已在国内外期刊发表学术论文20多篇，获授权发明专利5件。主要研究方向：电化学能源器件应用的阴离子交换膜研究。
徐兵 副教授，硕士生导师。2019年前，在武钢从事生产、技术管理工作10多年，参与武钢多项技术攻关项目，创造经济效益近千万元，曾多次获得武钢集团优秀科技人员、科技进步奖等称号和奖励。已发表学术论文20多篇，授权专利10多项。作为项目负责人多次获得湖北省科技进步二等奖和三等奖、中国冶金科技进步奖三等奖等奖项，主持完成多项横向环境治理技术的开发转化及省级教育厅项目的研究工作。主要研究方向：钢铁、化工环境治理技术（废水、废气、固废）、换热器装置、化工工艺的开发和设计、气凝胶材料制备和应用。
程群鹏 博士，副教授，硕士生导师。2009年本科毕业于武汉工程大学，2016年博士毕业于华中科技大学。主持完成各类纵横向科研项目10余项，获中国授权发明专利近10件，已在国内外期刊发表学术论文40余篇，获湖北省科技进步三等奖一项。主要研究方向：农业废弃物资源化利用。
王易 博士，讲师，硕士生导师，化学与环境工程学院化工系副主任。2015年本科毕业于湖北师范大学，2020年博士毕业于武汉大学应用化学系。主持完成各类纵横向科研项目10余项，在国内外期刊发表学术论文20余篇，获授权专利10余件，获得湖北省科技进步二等奖1项。主要研究方向：污染物控制、多孔吸附材料、油品质量维护。
潘诚 博士，讲师，硕士生导师。2010年本科毕业于湖北工业大学，2023年硕士毕业于湖北工业大学，2017年博士毕业于天津科技大学。主持完成各类纵横向科研项目10多项，在国内外期刊发表学术论文20余篇，申请发明专利1件，获得湖北省科技进步二等奖1项。主要研究方向：生物质资源高值化利用及效应材料的开发。
黄炎俊 博士，讲师，硕士生导师。2008年本科毕业于重庆邮电大学，2011年硕士毕业于四川理工学院，2020年博士毕业于华中科技大学。主持完成多项纵横向科研项目，在国内外期刊发表学术论文10余篇，获得湖北省科技进步二等奖1项。主要研究方向：新型环境功能材料的开发与应用。
胡杰 博士，讲师。2016年本科毕业于武汉科技大学，2022年博士毕业于武汉科技大学。主持完成各类纵横向科研项目近10项，在国内外期刊发表学术论文10余篇，获得湖北省科技进步三等奖1项。主要研究方向：极端环境条件下废水生物强化和深度处理及新型环境功能材料研发。
龙一飞 博士，讲师。2016年本科毕业于湖北民族大学，2019年硕士毕业于西北师范大学，2022年博士毕业于武汉大学。主持完成各类纵横向科研项目近10项，在国内外期刊发表学术论文近10篇，获得湖北省科技进步二等奖1项。主要研究方向：生物质油水分离材料、烟气脱汞吸附剂。
吴祯祯 实验师，2011年硕士毕业于武汉工程大学。参与完成各类纵横向科研项目10余项，完成科技成果转化项目1项，发表学术论文10余篇，获授权发明专利3件。主要研究方向：生物质资源高值化利用。
四、代表性科研项目
项目信息 | 负责人 | 项目类别 | |
1 | 二氧化碳电解用阴离子交换膜水传导的影响机制与化学调控研究（22372129，50万） | 韩娟娟 | 国家自然科学基金面上项目 |
2 | 基于柔性主链的新型碱性聚合物电解质研究（21802038，25万） | 韩娟娟 | 国家自然科学基金青年项目 |
3 | 秸秆资源原料化高值利用关键技术研发(2018ABA094，200万元) | 范国枝 | 湖北省技术创新重大专项 |
4 | 木质纤维素基生物可降解功能包装材料研发及应用(2022BCA081，100万元) | 范国枝 | 湖北省重点研发计划项目 |
5 | 作物秸秆能源与原料化利用技术平台建设（2019ZYYD059，100万元） | 宋光森 | 湖北省科技厅中央引导地方科技发展项目 |
6 | 基于秸秆木质纤维素制备糠醛类平台化合物的分离及转化过程研究(2020020601012263，50万元) | 范国枝 | 武汉市科技局应用基础前沿项目 |
7 | 湖北主粮副产物中纤维素资源开发利用（2020082，40万元） | 宋光森 | 湖北省粮食局项目 |
8 | 稻壳不同利用途径比较研究及工程示范（18-05，30万元） | 宋光森 | 湖北省粮食局项目 |
9 | 功能粒子修饰碳基载体功能化设计及其构效关系研究（D20241706，8万元） | 潘诚 | 湖北省教育厅项目 |
10 | 工业用气凝胶保温隔热材料的研究开发（F2023009，8万元） | 胡杰 | 湖北省教育厅项目 |
11 | 煤焦化多区域逸散废气收集治理技术的工业化（D20201602，4万元） | 徐兵 | 湖北省教育厅项目 |
12 | 秸秆基磁性活性炭脱除烟气中的录及其抗硫性能研究（Q20231601，4万元） | 龙一飞 | 湖北省教育厅项目 |
13 | 环保绝缘气体三氟甲基磺酰氟的制备方法和毒理性质研究（Q20211603，2万元） | 王易 | 湖北省教育厅项目 |
14 | 食品加工和化工园区地下水预警系统技术开发（whpu-2023-kj-109，300万元） | 宋光森 | 委托研发项目 |
15 | 电力介质资源化利用技术开发和关键性质研究（whpu-2024-kj-010，200万元） | 王易 | 委托研发项目 |
16 | 电极箔腐蚀废酸资源化利用技术研究与方案设计（whpu-2024-kj-226，200万元） | 张垒 | 委托研发项目 |
17 | 生物降解材料PBAT共混改性关键技术研发（whpu-2022-kj-123，180万元） | 范国枝 | 委托研发项目 |
18 | 用于吸附废水有机污染物的生物质基多孔材料制备及工艺开发（whpu-2023-kj-178，120万元） | 潘诚 | 委托研发项目 |
19 | 武汉轻工大学房县农产品加工与利用研究院项目（whpu-2021-kj-380，100万元） | 宋光森 | 委托研发项目 |
20 | 新型医用水胶体材料配方及工艺开发（whpu-2023-kj-144，100万元） | 范国枝 | 委托研发项目 |
21 | 电子级硝酸中试工艺技术装置的开发（whpu-2023-kj-501，100万元） | 徐兵 | 委托研发项目 |
22 | 木质素基可降解地膜制备工艺开发（whpu-2025-kj-036，96万元） | 范国枝 | 委托研发项目 |
23 | 自交联超亲水滤膜的开发与应用（whpu-2024-kj-4760，82万元） | 龙一飞 | 委托研发项目 |
24 | 城市有机垃圾高校产沼及协同消纳关键技术（whpu-2025-kj-118，80万元） | 程群鹏 | 委托研发项目 |
25 | 多驱动矿物质基复合相变材料制备及应用开发（whpu-2024-kj-4759，80万元） | 潘诚 | 委托研发项目 |
26 | 废旧铅酸蓄电池废酸的资源化利用技术研究（whpu-2024-kj-017，80万元） | 张垒 | 委托研发项目 |
27 | 农业固体废弃物制备茶叶专用生物有机肥的开发与应（whpu-2024-kj-078，70万元） | 范国枝 | 委托研发项目 |
28 | 生物质基自组装多响应薄膜的制备及其应用开发（whpu-2025-kj-5384，60万元） | 潘诚 | 委托研发项目 |
29 | 生物基塑料托盘的制备工艺研发（whpu-2024-kj-155，60万元） | 范国枝 | 委托研发项目 |
30 | 中蜂资源及其高值化产品研发（whpu-2019-cg-220，50万元） | 程群鹏 | 委托研发项目 |
31 | 生物炭钝化修复农田土壤重金属污染技术研究（whpu-2023-kj-359，40万元） | 黄炎俊 | 委托研发项目 |
32 | 废旧电路板中铜回收工艺研究（whpu-2024-kj-050，40万元） | 黄炎俊 | 委托研发项目 |
33 | 新环保绝缘气的制备与储存技术研发（whpu-2022-kj-359，40万元） | 王易 | 委托研发项目 |
34 | 达兴能源公司VOC治理项目（whpu-2020-kj-007，40万元） | 徐兵 | 委托研发项目 |
35 | 钢铁炉窑协同处置城市多源有机固废及资源化利用技术研究-烧结机协同处置钢厂冶金固废技术研究（whpu-2021-kj-173，39万元） | 张垒 | 委托研发项目 |
36 | 阴离子交换膜发明专利实施许可项目（whpu-2024-kj-4150，100万元） | 韩娟娟 | 成果转化项目 |
37 | 一种焦炉荒煤气显热回收装置（80万元） | 徐兵 | 成果转化项目 |
38 | 一种用于废水处理的一体化添加系统开发（whpu-2024-kj-4147，80万元） | 潘诚 | 成果转化项目 |
39 | 蜂资源开发利用相关技术秘密转让（whpu-2022-kj-721，20万元） | 宋光森 | 成果转化项目 |
40 | 从木质纤维素原料中分离木质素和纤维素的方法发明专利实施许可项目（2023-zh-112，10万元） | 吴祯祯 | 成果转化项目 |
五、团队研究成果
1、代表性学术论文
[1] Wenli Zhang , Jifei Liu , Hongwei Gu , Cheng Pan , Yifei Long , Qunpeng Cheng, Guozhi Fan. Transfer hydrogenation of 5-Hydroxymethylfurfural to 2,5-dihydroxymethylfuran by synergistic catalysis with a mixture of ZIF-8 and UiO-66-NH2. Renewable Energy, 2025, 240: 122148.
[2] Jia Wang, Cuiwen Deng, Minhao Wang, Quan Yang, Xinjie Zhang, Qi Xiong, Tianying Gong, Peiwen Yang, Bencai Lin, Juanjuan Han. Anisotropic swelling cellulose-based semi-interpenetrating network anion exchange membranes via hydrogel method. Renewable Energy, 2025: 124611.
[3] Wenjing Xiong, Jia Meng, Yuxin Zhang, Guozhi Fan, Cheng Pan, Canduo Shen, Yifei Long. Effect of alternating current electric fields on the preservation of fresh-cut Chinese cabbage and spinach. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 2025, 105: 104005.
[4] Xiumeng Zheng, Yuyang Lu, Huimin Fan, Cuiwen Deng, Zhongshan Feng, Xiao Hu, Yongjie Feng, Yi Liu, Bencai Lin, Juanjuan Han, Chitosan-based anion exchange membranes for fuel cell application: Enhanced hydration & durability to dry-wet cycling. Journal of Membrane Science, 2025, 713, 123389.
[5] Yi Chen, Ting Feng, Yongshuang L, Cheng Pan, Qunpeng Cheng, Guozhi Fan. Biodegradable composites of modified holocellulose, poly (butylene adipate-co-terephthalate), and polylactic acid: Preparation and properties. International Journal of Biological Macromolecules, 2024, 283: 137763.
[6] Wenli Zhang, Yijie Zhou, Zhenzhen Wu, Cheng Pan, Qunpeng Cheng, Guozhi Fan. One-pot cascade conversion of furfural to isopropyl levulinate catalyzed by sulfonic acid-functionalized UiO-66. Fuel, 2024, 378: 132912.
[7] Ting Feng, Yi Chen, Yongshuang Li, Lei Zhang, Bing Xu, Guozhi Fan. Holocellulose modifed by Lauric acid and its application in biodegradable composites based on poly (butylene adipate co terephthalate) and polylactic acid. Cellulose, 2024, 31: 165.
[8] Qiaoyun Zhu, Xueling Liu, Xiaorong Xu, Xiaoyu Dong, Jingjing Xiang, Benquan Fu, Yanjun Huang, Yi Wang, Guozhi Fan, Lei Zhang. Mn–Co–Ce/biochar based particles electrodes for removal of COD from coking wastewater by 3D/HEFL system: characteristics, optimization, and mechanism. Environmental Research, 2024, 247: 118359.
[9] Cheng Pan, Xiaofei Li, Yinao Jiao, Guozhi Fan, Yifei Long, Qunpeng Cheng, Haitao Yang. Deep-eutectic-solvent modulation of self-assembled multi-responsive films based on polyvinyl alcohol/cellulose nanocrystal and grape skin red for highly sensitive food monitoring. International Journal of Biological Macromolecules, 2024, 269: 132005.
[10] Cheng Pan, Xiaofei Li, Guozhi Fan, Yifei Long, Qunpeng Chen, Haitao Yang, Feifan Wu, Modified mica-supported phase change materials for efficient solar thermal conversion and thermal energy management. Applied Thermal Engineering, 2024, 236, 121701.
[11] Xueling Liu , Yajing Wang, Xiaofen Wu, Yi Wang, Guozhi Fan, Yanjun Huang, Lei Zhang, Preparation of magnetic DTPA-modified chitosan composite microspheres for enhanced adsorption of Pb(II) from aqueous solution. International Journal of Biological Macromolecules, 2024, 264, 130410.
[12] Chao Peng, Chaofan Mo, Chenxi Yan, Yi Wang, Lei Zhang, Guozhi Fan, Ruichao Peng, Qiaolin Ren, Titanium dioxide nanoparticle-loaded silica gel spheres: A superior adsorbent for the elimination of trace water in transformer oil. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2024, 50, 18114.
[13] Qiao Peng, Yi Chen, Guozhi Fan, Guangsen Song, Qunpeng Cheng. Acetylation of wheat straw holocellulose for a biodegradable film. Cellulose, 2023, 30: 8997.
[14] Guozhi Fan, Qiao Peng, Yi Chen, Yifei Long, Juan Bai, Guangsen Song, Qunpeng Cheng. Preparation of biodegradable composite films based on carboxymethylated holocellulose from wheat straw. Journal of Biological Macromolecules, 2023, 242, 124868.
[15] Lei Zhang, Qimei Li, Jiaqi Zhu, Heng Liu, Xueling Liu, Yi Wang, Guozhi Fan, Huang Yanjun, Likun Li. H2O2 modified peanut shell-derived biochar/alginate composite beads as a green adsorbent for removal of Cu(II) from aqueous solution. International Journal of Biological Macromolecules, 2023, 240, 124466.
[16] Yanjun Huang, Heng Liu, Yi Wang, Guangsen Song, Lei Zhang. Industrial application of ceramic ultrafiltration membrane in cold-rolling emulsion wastewater treatment. Separation and Purification Technology, 2022, 289.
[17] Yongyu Ding, Jiacheng Liu, Wen Qiu, Qunpeng Cheng, Guozhi Fan, Guangsen Song, Zhang Shunxi. Kinetics and behavior analysis of lobster shell pyrolysis by TG-FTIR and Py-GC/MS. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2022, 165.
[18] Qiao He, Yuchan Lu, Qiao Peng, Wenhai Chen, Guozhi Fan, Bo Chai, Guangsen Song. Synthesis of 5 hydroxymethylfurfural from fructose catalyzed by sulfonated carbon based solid acid. Biomass Conversion and Biorefnery, 2021, 11: 1.
[19] Yuexin Wang, Zongxiao Hu, Guozhi Fan, Juntao Yan, Guangsen Song, Jianfen Li. Catalytic conversion of glucose to 5-(hydroxymethyl)furfural over phosphotungstic acid supported on SiO2-coated Fe3O4. Waste and Biomass Valorization, 2019, 10: 2263.
[20] Guozhi Fan, Yuexin Wang, Zongxiao Hu, Juntao Yan, Jianfen Li, Guangsen Song. Synthesis of 5-hydroxymethyl furfural from cellulose via a two-step process in polar aprotic solvent. Carbohydrate Polymers, 2018, 200: 529.
2、代表性授权发明专利
[1] 韩娟娟，卢宇阳，范慧敏，邓翠雯，王旻灏，周晓荣，范国枝，闫俊涛. 一种阴离子交换膜和制备方法及应用，专利号：ZL202411123529.2.
[2] 王易，张垒，范圣轩，黄炎俊. 一种高效处理含油废水的装置及方法，专利号：ZL202311445434.8.
[3] 范国枝，宋光森，柴波，徐兵，白娟. 一种综纤维素羧甲基化及其复合膜材料的制备方法，专利号：ZL202211337326.4。
[4] 王易，彭瑞超，张垒，邓佳彦，黄炎俊，宋光森. 一种层状羟基硝酸氧铋纳米片及制备方法和应用，专利号：ZL202210259898.9.
[5] 范国枝，宋光森，程群鹏，闫俊涛，柴波. 以木质纤维素类生物质为原料制备生物基化学品的方法，专利号：ZL2021104506525.5.
[6] 范国枝，程群鹏，宋光森，闫俊涛，柴波. 一种将综纤维素转化为糠醛类平台化合物的方法，专利号：ZL202010270339.9.
[7] 范国枝，程群鹏，宋光森，闫俊涛，朱江能，吴祯祯. 一种淀粉复合膜的制备方法，专利号：ZL202010309598.8.
[8] 徐兵，王明明，宋光森，刘晔，范国枝，郑立辉，冯立青. 多区域逸散气治理系统，专利号：ZL202010039333.0.
[9] 范国枝，程群鹏，宋光森，李建芬，杨志强，吴祯祯. 从木质纤维素原料中分离木质素和纤维素的方法，专利号：ZL201910869322.2.
[10] 程群鹏，宋光森，范国枝，刘晔，闫俊涛. 一种除焦脱硝催化剂及其制备方法和应用，专利号：ZL2019100361905.
[11] 范国枝，王悦昕，胡宗潇，宋光森，李建芬，闫俊涛. 一种微晶纤维素及利用农作物秸秆制备微晶纤维素的方法，专利号：ZL201811116221.X.
[12] 范国枝，王悦昕，胡宗潇，闫俊涛，李建芬，宋光森. 一种由纤维素一锅制备5 羟甲基糠醛的方法，专利号ZL201710559303.0.
3、科学技术奖励
[1] 范国枝, 潘诚, 龙一飞, 吴祯祯等. 木质纤维组分梯度分离制木糖及增值利用关键技术与产业化, 湖北省科技进步二等奖, 2025.
[2] 徐兵等. 50万吨/年煤焦油加工关键技术装备的开发即工业化, 湖北省科技进步二等奖, 2021.
[3] 张垒, 王易, 黄炎俊, 范国枝等. 焦炉煤气真空碳酸钾脱硫高效绿色生产关键技术及应用, 湖北省科技进步二等奖, 2020.
[4] 徐兵, 胡杰, 程群鹏等. 焦化VOCs分质收集与节能耦合净化关键技术及应用, 湖北省科技进步三等奖, 2024.
[5] 程群鹏等. 基于系统集成的生活垃圾无害化处理关键技术, 湖北省科技进步三等奖, 2019.
六、代表性研究工作介绍
