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青島能源所合成新型沸石分子篩,重油裂解化工生產(chǎn)迎新機(jī)遇

   發(fā)布時間:2024-12-31 18:17 作者:江紫萱

中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所近期在科學(xué)界掀起波瀾,其研究成果在國際頂級期刊《Nature》上發(fā)表,宣告了首例全合成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的本征介孔硅鋁酸鹽沸石分子篩ZMQ-1的誕生。這一突破性進(jìn)展由該所官方微信公眾號率先披露。

沸石分子篩,作為一種在化工、能源、環(huán)保等多個領(lǐng)域扮演重要角色的微孔結(jié)晶材料,其微孔尺寸小于2納米,這一特性使其在選擇性催化和吸附分離方面表現(xiàn)出色。然而,這一尺寸限制也阻礙了其在處理更大尺寸分子方面的應(yīng)用,成為科學(xué)界亟待解決的難題。

科學(xué)家們一直夢寐以求的理想沸石分子篩,應(yīng)具備尺寸均一的介孔(2至50納米)或大孔(大于50納米),同時保持出色的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。盡管過去的合成研究取得了一定的進(jìn)展,但始終未能在所有關(guān)鍵維度上達(dá)到理想標(biāo)準(zhǔn)。

青島能源所的研究團(tuán)隊,在Valentin Valtchev研究員和盧鵬副研究員的帶領(lǐng)下,成功合成了ZMQ-1沸石分子篩,這一成果不僅填補(bǔ)了科學(xué)界的空白,更有望為化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域的大分子處理帶來革命性的變化。ZMQ-1具有卓越的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性,其分子篩骨架硅鋁比可調(diào),為擴(kuò)散限制過程提供了新的解決方案。

在ZMQ-1的合成過程中,研究團(tuán)隊巧妙地采用了一種雙季磷陽離子作為有機(jī)結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑和模版劑。這種創(chuàng)新方法利用結(jié)構(gòu)導(dǎo)向和空間填充的雙重作用,首次實(shí)現(xiàn)了本征介孔與微孔在原子層面的完美融合。ZMQ-1分子篩擁有由28×10×10元環(huán)構(gòu)成的三維孔道系統(tǒng),其中28元環(huán)的尺寸達(dá)到了22.32 × 11.84 ?,正式邁入介孔范疇。

ZMQ-1分子篩不僅結(jié)構(gòu)獨(dú)特,還擁有豐富的中強(qiáng)B酸位點(diǎn)。在重油催化裂化反應(yīng)中,與商業(yè)化沸石分子篩催化劑相比,含磷ZMQ-1表現(xiàn)出更高的輕質(zhì)燃料(汽油和柴油)產(chǎn)物選擇性,同時減少了焦炭、液化石油氣和干氣等副產(chǎn)物的生成。這一特性使得ZMQ-1在化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

 
 
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