浙江大學(xué)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種超快吸附動(dòng)力學(xué)分子篩ZU-609，通過調(diào)控孔口大小和孔腔尺寸，可實(shí)現(xiàn)丙烯和丙烷精準(zhǔn)篩分以及提升丙烯擴(kuò)散速率，可從等摩爾丙烯丙烷混合氣中分離得到99.97%純度丙烯。相關(guān)研究成果15日在線發(fā)表在國際期刊《科學(xué)》上。

浙江大學(xué)官網(wǎng)發(fā)布消息稱，日前，浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院、杭州國際科創(chuàng)中心邢華斌教授、楊立峰研究員團(tuán)隊(duì)精準(zhǔn)調(diào)控，研發(fā)出快速、高效、低碳的分子篩材料ZU-609。這個(gè)新型分子篩材料通過對(duì)孔口的精準(zhǔn)控制，僅允許丙烯分子進(jìn)入，阻擋丙烷分子的通過，達(dá)到快速精準(zhǔn)識(shí)別的效果。

丙烯與丙烷通過石油提煉而成，相互共存。它們兩個(gè)長得像“雙胞胎”，只有兩個(gè)氫原子的差別，而且大小也非常接近，要把丙烯與丙烷精準(zhǔn)而快速地分離開來極具挑戰(zhàn)。

為了讓分離過程更快速，浙大研究人員采用了“兩頭小中間大”的篩分孔道，在孔道的進(jìn)口和出口分別有“隔離墩”來阻擋丙烷分子，丙烯進(jìn)入之后，又能在“中間寬”的孔道中快速通過，擴(kuò)散系數(shù)相比于之前的分子篩材料提高了1-2個(gè)數(shù)量級(jí)。

分離的高效則表現(xiàn)在，通過ZU-609分子篩，可從等摩爾丙烯丙烷混合氣中分離得到99.97%純度丙烯。同時(shí)材料還表現(xiàn)出優(yōu)異的脫附再生能力，常溫下通過氮?dú)獯祾呋蛘叱檎婵諟p壓就可以實(shí)現(xiàn)材料完全再生。

變壓吸附計(jì)算結(jié)果表明，ZU-609丙烯分離能耗相較于之前報(bào)道的篩分材料降低2倍、丙烯生產(chǎn)效率提高2倍。

該研究為微孔擴(kuò)散傳質(zhì)強(qiáng)化這一化學(xué)工程核心問題提供了新思路，為低碳分離技術(shù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，也有利于超高純電子化學(xué)品的國產(chǎn)化制備。