Nature:唯一完成单位!暨南大学丙烯/丙烷分离研究实现新突破

admin 2个月前 (06-17) caiji 58 0

撰稿 | 不语

编排 | 鱼儿自己

校对 | Later

丙烯是全球产量最高的基础有机化工原料之一,年产量超过1亿吨。工业上,丙烯主要通过石油催化裂解或丙烷脱氢来制备。聚合级丙烯主要用于生产聚丙烯。放眼四周,小到聚丙烯(PP)塑料瓶、晶莹剔透的有机玻璃和婴儿的尿不湿,大到家电外壳和汽车零部件等都是丙烯深加工的产物,聚丙烯在抗疫防疫中更大显身手,是防护口罩、防护服熔喷无纺布专用料,也是注射器、护眼罩和输液瓶等的生产原料。

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然而,丙烷裂解生产丙烯这一技术在工业上不能直接得到聚合级(高纯度)的丙烯(≥ 99.5 %)。为了去除残留的丙烷,工业上往往以高昂的设备投资和巨大的能量消耗作为代价。因此,在能源危机日渐严重的今天迫切需要开发出低能耗的丙烯纯化技术,寻求绿色的分离方案,是未来实现我国碳达峰、碳中和的重大需求。

2021年7月21日,国际顶尖学术期刊《自然》Nature在线发表了暨南大学化学与材料学院陆伟刚教授和李丹教授研究团队的研究成果Orthogonal-array dynamic molecular sieving of propylene/propane mixtures。该研究提出了一种新的分离机制:正交阵列动态筛分,在由金属节点和有机配体通过自组装形成的一类具有确定组成与结构和多样化孔道的新型晶态多孔材料金属-有机框架上,成功解决了传统分子筛吸附动力学缓慢和吸附量低的问题。口罩无纺布

该研究设计、开发并合成的基于该筛分机制的金属-有机框架材料(被命名为JNU-3),其一维通道带有嵌入的动态分子口袋,可以在本质上不同的压力下高效地分离丙烯/丙烷(1/1)混合物,每公斤JNU-3可以得到53.5升聚合级(99.5 %)的丙烯,具有迄今为止最佳的丙烯/丙烷分离性能,实现了丙烯/丙烷分离领域的突破性进展,为设计下一代分离材料指出了新的方向。该研究可能被广泛应用至石油化工、疫情防控、医疗卫生等多个领域。

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