《华东理工大学团队创制新型绿色杀螨剂》

  • 来源专题:绿色化工
  • 编译者: 武春亮
  • 发布时间:2025-08-12
  • 螨害是我国农作物面临的重大威胁之一,覆盖华南、华中、华东等六大农业主产区,每年造成农业经济损失超100亿元,威胁耕地面积超1亿亩,防治形势十分严峻。
    “能否研发一种高效、低毒且廉价的新型杀螨剂?”华东理工大学学生吴懿涵在大一返乡实践时,目睹了油菜田因螨虫肆虐而叶片斑驳、枯黄萎蔫,最终导致减产甚至绝收,深受触动的她回到学校后,便组建了“耘安实践团队”。
    团队奔赴上海、江西、重庆、安徽等多地深入调研,通过与农户交流,精准靶向传统杀螨剂的三大核心痛点:害螨抗药性日益增强、药剂毒性危害生态环境、高昂成本加重农民负担。为了解决这些痛点,“耘安实践团队”加入了学校绿色农药创制团队。在导师的专业指导下,团队成员通力合作,历经数年艰苦攻关。他们利用AI辅助农药分子设计,在分子中创新性引入三氟甲硫基,合成了数百个化合物,进行了超过300次实验筛选,最终成功研发出具有显著优势的新型杀螨剂(暂定名为“螺氟螨灵”),实现了三大技术飞跃:杀螨效力显著跃升,其杀螨活性,尤其是对抗性害螨的活性,比现有主流商品化药剂高出160余倍;生态安全性优异,对哺乳动物以及鱼类、蜜蜂等非靶标生物表现出低毒性,环境相容性高;生产工艺颠覆创新,团队开发出高效的“一步取代反应”工艺,大幅简化生产流程,显著降低成本。
    据介绍,团队已在国际知名期刊上发表5篇SCI论文,申请5项国家发明专利,充分奠定了其技术创新和市场应用的理论基础。该项目的巨大潜力也在2025年中国国际大学生创新创业大赛中得到了验证,荣获上海市金奖。目前,团队正与南通泰禾化工股份有限公司等农药领军企业开展产学研用深度合作,积极推动产业化进程。团队负责人吴懿涵表示,未来期望能将“螺氟螨灵”推广至全国更多农田,切实帮助农民高效防控螨害、减少经济损失,同时保障农产品质量安全,以科技创新助力乡村振兴,服务国家农药减量增效战略。
    华东理工大学农药学是上海市重点学科,拥有上海市唯一的植物保护一级学科博士点。长期以来,华东理工大学绿色农药创制团队秉持“以立德树人为根本,以强农兴农为使命”的初心使命,将高水平科研与高质量人才培养紧密结合,依托国家重点研发计划项目等重大科研项目和生物反应器工程全国重点实验室等高水平科研平台,相继创制了哌虫啶和环氧虫啶,获得国家新农药正式登记,成为我国自主创制杀虫剂的标志性成果。团队老师指导学生在“挑战杯”、中国国际大学生创新竞赛等高水平赛事中斩获国家级银奖1项、上海市金奖2项。
  • 原文来源:https://www.chemall.com.cn/news/show-223050.html
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    • 编译者:郭楷模
    • 发布时间:2024-10-24
    • 近日,华东理工大学材料科学与工程学院清洁能源材料与器件团队在阴离子交换膜电解水制氢催化剂领域取得重要进展,相关成果以“Oxygen Plasma Triggered Co-O-Fe Motif in PrussianBlue Analogue for Efficient and Robust Alkaline Water Oxidation”为题,在线发表于国际权威期刊Angewandte Chemie International Edition。 利用可再生能源驱动电解水制氢被认为是实现“碳中和”目标的重要手段之一。在众多电解水技术中,阴离子交换膜电解水(AEMWE)制氢技术在氢气纯度、电解效率、制氢速率、冷启动时间等方面具有优势,同时可以摆脱催化电极及槽体对贵金属的依赖。目前,3d过渡金属基电催化剂在碱性电解质中表现出优异的催化性能。然而,在工业级电流密度条件下,这类催化剂的长期稳定性仍然是领域内的重要挑战。 针对上述问题,华东理工大学研究团队创新性地采用高功率氧等离子体处理技术,精确调控了CoFe双金属普鲁士蓝类似物(PBA)析氧催化剂的局域原子近程结构:在保留PBA晶体结构框架的同时,通过破坏局域氰基配体并引入氧原子,成功构建了Co-O-Fe的结构基元,进而将析氧反应路径从传统的吸附物演化反应机制(AEM)调节为动力学更优的晶格氧氧化反应机制(LOM)。 研究团队进一步利用同步辐射及原位谱学表征技术证明了局域Fe与Co位点之间的协同作用机制,即电子由Co-O-Fe结构基元向Fe位点转移,进而促进了高价态Co活性中心形成,同时有效避免Fe位点过度氧化而溶解失活。氧等离子体处理后的PBA催化剂在工业级电流密度下表现出优异的析氧反应活性和长期运行稳定性,在电流密度为1 A cm-2时,仅需276 mV的过电位;用该催化剂为阳极材料组装的AEMWE制氢系统仅需1.76 V便可达到1.0 A cm-2的制氢电流密度,并能持续运行超250 h而无明显衰减。这项工作克服了传统非贵金属催化剂在工业级电流密度下稳定性差的难题,为平衡催化剂活性和稳定性的材料结构设计提供了新的思路。
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    • 编译者:guokm
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    • 氨是世界上最重要的基础化学品之一,在现代工农业生产中具有广泛用途。但传统的合成氨工艺需要在高温高压条件下进行反应,能耗高且造成大量温室气体排放。目前,能够在常温常压下实现氨合成的电催化合成氨技术,被公认为是一种绿色节能的高效碳减排技术。其中,设计制备高活性和稳定性的电催化剂是该技术实用化的关键。 近日,南京工业大学吴宇平教授课题组联合武汉理工大学的赵焱教授课题组最新研究证明,新型单原子催化剂“钼单原子负载的二维磷化硼催化剂”是一种很有前途的电催化合成氨催化剂,有望大幅提高制氨的产率,减少物料和能量的浪费。相关成果发表于《能源与环境材料》上。 目前,在全球低碳经济和我国可持续发展战略理念的影响下,开发新型绿色合成氨技术替代传统合成氨工艺是当今的研究热点之一。其中,电催化还原氮气合成氨技术具有独特的优势,被公认为是一种能够在常温常压下实现氨合成的绿色节能高效技术。 “电催化合成氨技术实用化的关键,是要设计制备出高活性和高稳定性的电催化剂。为了筛选出这样的催化剂,我们用缺陷二维磷化硼(BP)作为载体材料,然后将12种过渡金属单原子分别负载于BP上,从中筛选出新型单原子合成氨催化剂。”吴宇平介绍,团队通过研究筛选发现,钼单原子负载的二维磷化硼催化剂材料,不仅具有高效的氮气活化还原合成氨能力,同时在抑制析氢竞争反应等方面性能同样突出。 “合成氨本质上是一种还原反应。氮气分子在常温常压下具有一定的惰性,钼单原子负载的二维磷化硼催化剂材料可以使其活化,从而促进还原反应过程;并且这种催化剂还能减少反应过程中氢气的释放,抑制析氢竞争反应。”论文第一作者、南京工业大学博士研究生刘再春解释,相关研究证明,新催化剂对发展高效碳减排合成氨技术具有重要意义。