在化學(xué)世界里，有一種叫作“沸石分子篩”的材料，利用其微小的孔洞，能夠精確地篩選出特定的分子。但傳統(tǒng)沸石分子篩的微孔尺寸均小于2納米，無法處理大尺寸分子。中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所（以下簡稱青島能源所）科研團(tuán)隊成功合成了一種全新的沸石分子篩——ZMQ-1（青能所分子篩材料1號），解決了上述問題。在“雙碳”背景下，該新型沸石分子篩材料的發(fā)展和應(yīng)用，將為石油化工、煤化工和精細(xì)化工過程產(chǎn)業(yè)升級奠定基礎(chǔ)。相關(guān)成果于12月12日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》上發(fā)表。
青島能源所研究員瓦倫丁·瓦爾切夫和副研究員盧鵬帶領(lǐng)團(tuán)隊采用創(chuàng)新的合成策略，設(shè)計并合成了一種雙季磷陽離子作為有機(jī)結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，制備出ZMQ-1分子篩。該新型沸石分子篩含有28×10×10元環(huán)組成的三維孔道系統(tǒng)，其中28元環(huán)最大尺寸為2.28納米，達(dá)到介孔尺寸范疇，可以讓大分子輕松通過。
研究發(fā)現(xiàn)，ZMQ-1分子篩展現(xiàn)出較高的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性，且具有豐富的酸性催化位點(diǎn)。與現(xiàn)有商業(yè)化分子篩催化劑相比，ZMQ-1在重油催化裂化反應(yīng)中表現(xiàn)出對輕質(zhì)燃料較高的選擇性，其對汽油和柴油總選擇性大于80%，并且產(chǎn)生的焦炭、液化石油氣和干氣等產(chǎn)物也較少。
盧鵬介紹，ZMQ-1具有獨(dú)特的介孔結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，這意味著它可以在化學(xué)工業(yè)中處理更大的分子，比如在重質(zhì)原油高值化利用中生產(chǎn)低碳烯烴（乙烯、丙烯和丁烯）、柴油及航空煤油等。此外，該材料還可以作為催化劑應(yīng)用于生物油及生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化，生產(chǎn)生物柴油、高附加值功能性糖、醛及醇等重要平臺化合物。
據(jù)了解，該材料還可應(yīng)用于精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)和氣體吸附存儲等領(lǐng)域，不僅可以提高生產(chǎn)效率，還可以減少能源浪費(fèi)和環(huán)境污染。
在化學(xué)世界里，有一種叫作“沸石分子篩”的材料，利用其微小的孔洞，能夠精確地篩選出特定的分子。但傳統(tǒng)沸石分子篩的微孔尺寸均小于2納米，無法處理大尺寸分子。中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所（以下簡稱青島能源所）科研團(tuán)隊成功合成了一種全新的沸石分子篩——ZMQ-1（青能所分子篩材料1號），解決了上述問題。在“雙碳”背景下，該新型沸石分子篩材料的發(fā)展和應(yīng)用，將為石油化工、煤化工和精細(xì)化工過程產(chǎn)業(yè)升級奠定基礎(chǔ)。相關(guān)成果于12月12日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》上發(fā)表。
青島能源所研究員瓦倫丁·瓦爾切夫和副研究員盧鵬帶領(lǐng)團(tuán)隊采用創(chuàng)新的合成策略，設(shè)計并合成了一種雙季磷陽離子作為有機(jī)結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，制備出ZMQ-1分子篩。該新型沸石分子篩含有28×10×10元環(huán)組成的三維孔道系統(tǒng)，其中28元環(huán)最大尺寸為2.28納米，達(dá)到介孔尺寸范疇，可以讓大分子輕松通過。
研究發(fā)現(xiàn)，ZMQ-1分子篩展現(xiàn)出較高的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性，且具有豐富的酸性催化位點(diǎn)。與現(xiàn)有商業(yè)化分子篩催化劑相比，ZMQ-1在重油催化裂化反應(yīng)中表現(xiàn)出對輕質(zhì)燃料較高的選擇性，其對汽油和柴油總選擇性大于80%，并且產(chǎn)生的焦炭、液化石油氣和干氣等產(chǎn)物也較少。
盧鵬介紹，ZMQ-1具有獨(dú)特的介孔結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，這意味著它可以在化學(xué)工業(yè)中處理更大的分子，比如在重質(zhì)原油高值化利用中生產(chǎn)低碳烯烴（乙烯、丙烯和丁烯）、柴油及航空煤油等。此外，該材料還可以作為催化劑應(yīng)用于生物油及生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化，生產(chǎn)生物柴油、高附加值功能性糖、醛及醇等重要平臺化合物。
據(jù)了解，該材料還可應(yīng)用于精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)和氣體吸附存儲等領(lǐng)域，不僅可以提高生產(chǎn)效率，還可以減少能源浪費(fèi)和環(huán)境污染。
本文鏈接：科研人員在新型沸石分子篩合成領(lǐng)域取得新突破http://www.sq15.cn/show-2-9719-0.html
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