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浙江大學(xué)團隊研發(fā)出一種超快吸附動力學(xué)分子篩ZU-609，通過調(diào)控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，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、楊立峰研究員團隊精準調(diào)控，研發(fā)出快速、高效、低碳的分子篩材料ZU-609。這個新型分子篩材料通過對孔口的精準控制，僅允許丙烯分子進入，阻擋丙烷分子的通過，達到快速精準識別的效果。
丙烯與丙烷通過石油提煉而成，相互共存。它們兩個長得像“雙胞胎”，只有兩個氫原子的差別，而且大小也非常接近，要把丙烯與丙烷精準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，在孔道的進口和出口分別有“隔離墩”來阻擋丙烷分子，丙烯進入之后，又能在“中間寬”的孔道中快速通過，擴散系數(shù)相比于之前的分子篩材料提高了1-2個數(shù)量級。
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。同時材料還表現(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)材料完全再生。
變壓吸附計算結(jié)果表明，ZU-609丙烯分離能耗相較于之前報道的篩分材料降低2倍、丙烯生產(chǎn)效率提高2倍。
該研究為微孔擴散傳質(zhì)強化這一化學(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。
