12月18日記者獲悉，浙江大學化學工程與生物工程學院、杭州國際科創(chuàng)中心邢華斌教授和楊立峰研究員團隊，研發(fā)出一種超快吸附動力學分子篩材料ZU-609。通過調控該材料的孔口大小和孔腔尺寸，可實現(xiàn)丙烯和丙烷精準篩分以及提升丙烯擴散速率。相關研究成果發(fā)表在國際期刊《科學》上。
丙烯與丙烷均通過石油提煉而成，兩者容易共存且分子尺寸差異極小。作為重要的基礎化工原料，丙烯全球年產(chǎn)能超1億噸，但將其與丙烷分離所產(chǎn)生的能耗非常高。如何開發(fā)低碳高效的丙烯分離方案？
近年來，圍繞分子篩材料展開的丙烯純化研究成果漸增。由于狹窄的孔道會限制分子在內部的擴散，因此用于篩分丙烯和丙烷的分子篩材料需要克服擴散傳質差、吸附容量低、脫附難度大等問題。
此項研究中，研究人員通過精準調控研發(fā)出新型分子篩材料ZU-609。其內部采用“兩頭小中間大”的篩分孔道，在孔道的進口和出口分別有“隔離墩”來阻擋丙烷分子。丙烯進入之后，能在“中間寬”的孔道中快速通過。ZU-609分子篩材料可從等摩爾丙烯丙烷混合氣中分離得到99.97%純度的丙烯。
“這款材料內部結構設計巧妙，還表現(xiàn)出優(yōu)異的脫附再生能力，常溫下通過氮氣吹掃或者抽真空減壓，就可以實現(xiàn)完全再生利用。”邢華斌介紹，變壓吸附計算結果表明，相較于此前問世的分子篩材料，ZU-609分離丙烯的能耗也顯著降低。
邢華斌表示，目前，ZU-609離真正實現(xiàn)應用還有一段路要走。下一步，團隊將從分離工藝及成本控制等方面，對ZU-609開展深層次研究。
