新型分子筛材料 能分离得到99.97%纯度丙烯

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科技日报讯 （洪恒飞 柯溢能 吴雅兰 记者江耘）12月18日记者获悉，浙江大学化学工程与生物工程学院、杭州国际科创中心邢华斌教授和杨立峰研究员团队，研发出一种超快吸附动力学分子筛材料ZU-609。通过调控该材料的孔口大小和孔腔尺寸，可实现丙烯和丙烷精准筛分以及提升丙烯扩散速率。相关研究成果发表在国际期刊《科学》上。

丙烯与丙烷均通过石油提炼而成，两者容易共存且分子尺寸差异极小。作为重要的基础化工原料，丙烯全球年产能超1亿吨，但将其与丙烷分离所产生的能耗非常高。如何开发低碳高效的丙烯分离方案？

近年来，围绕分子筛材料展开的丙烯纯化研究成果渐增。由于狭窄的孔道会限制分子在内部的扩散，因此用于筛分丙烯和丙烷的分子筛材料需要克服扩散传质差、吸附容量低、脱附难度大等问题。

此项研究中，研究人员通过精准调控研发出新型分子筛材料ZU-609。其内部采用“两头小中间大”的筛分孔道，在孔道的进口和出口分别有“隔离墩”来阻挡丙烷分子。丙烯进入之后，能在“中间宽”的孔道中快速通过。ZU-609分子筛材料可从等摩尔丙烯丙烷混合气中分离得到99.97%纯度的丙烯。

“这款材料内部结构设计巧妙，还表现出优异的脱附再生能力，常温下通过氮气吹扫或者抽真空减压，就可以实现完全再生利用。”邢华斌介绍，变压吸附计算结果表明，相较于此前问世的分子筛材料，ZU-609分离丙烯的能耗也显著降低。

邢华斌表示，目前，ZU-609离真正实现应用还有一段路要走。下一步，团队将从分离工艺及成本控制等方面，对ZU-609开展深层次研究。