丙烯是世界上産量最大的化工品之一，塑膠、家電、化粧品……我們身邊很多日用品的原料都是丙烯。但在工業生産中，丙烯很難簡單地與它的“兄弟”丙烷分離開來。浙江大學一項最新研究成果極大地提高了人類分離丙烯和丙烷的技術水準，在工業上展現出節能高效的良好應用遠景。研究論文近日線上發表于《科學》雜誌。

　　浙大化學工程與生物工程學院、杭州國際科創中心邢華斌教授、楊立峰研究員團隊研發出一種新型超快吸附動力學分子篩ZU—609，這種神奇的“篩子”突破了這對“氣兄氣弟”長期以來難以分離的技術瓶頸。

　　丙烯與丙烷通過石油提煉而成，相互共存。兩者只有兩個氫原子的差別，大小也非常接近，分子尺寸差異僅為0.04奈米。

　　通過分子篩“快準狠”分離丙烯與丙烷的原理是，僅允許尺寸比吸附劑孔口小的分子進入孔道，將尺寸大的分子阻擋在孔外。這聽上去似乎並不難，但實現起來難度極大。由於狹窄的孔道會限制分子在內部的擴散，分子篩分材料長期以來存在擴散傳質差、吸附容量低、脫附難度大等問題，從而嚴重影響分離效率。

　　浙大團隊多年攻關研發出的快速、高效、低碳的分子篩材料ZU-609，採用了“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，丙烯分子進入之後，又能在“中間寬”的孔道中快速通過。“我們研製的新型分子篩，既能夠快速拉住通過其中的丙烯分子，同時還能夠快速放手，這為高效低碳分離丙烯奠定了基礎。”楊立峰説。

　　變壓吸附計算結果表明，ZU—609的丙烯分離能耗相較于之前報道的篩分材料降低2倍，丙烯的生産效率還能提高2倍。此外，材料還表現出優異的脫附再生能力，常溫下通過氮氣吹掃或者抽真空減壓就可以實現材料完全再生。

　　邢華斌介紹，ZU-609具有較好的工業應用潛力，以該材料的研究思路和分離方法為基礎的烯烴純化技術正在長三角的多家企業開展應用研究，控制ZU—609生産成本及分離工藝開發，是該團隊下一步的研究重點之一。

來源：浙江線上    | 撰稿：記者 紀馭亞 通訊員 柯溢能 吳雅蘭    | 責編：李斌    審核：張淵

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