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ZMQ-1用于重油高效轉(zhuǎn)化示意圖。中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所供圖中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所副研究員盧鵬和教授Valentin?Valtchev團隊與瑞典斯德哥爾摩大學(xué)教授鄒曉冬合作，合成了一種全新的沸石分子篩ZMQ-1并解析了其結(jié)構(gòu)。該分子篩的28元環(huán)尺寸已成功達到介孔尺寸范疇，可以讓大分子輕松通過。12月12日，相關(guān)成果發(fā)表于《自然》。沸石分子篩利用其微小的孔洞能夠精確篩選出人們需要的分子，在化工、能源、環(huán)保等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。但傳統(tǒng)沸石分子篩的微孔尺寸均小于2納米，無法處理大尺寸的大分子。研究團隊設(shè)計并合成了一種雙季磷陽離子作為有機結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑和模板劑，利用結(jié)構(gòu)導(dǎo)向和空間填充雙重作用，首次實現(xiàn)了本征介孔與微孔在原子層面的連接，成功制備出新型硅酸鹽沸石分子篩ZMQ-1。利用一系列先進的表征技術(shù)，包括三維旋轉(zhuǎn)電子衍射電鏡、X射線粉末衍射等，研究團隊成功解析了ZMQ-1的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。ZMQ-1擁有由28×10×10元環(huán)構(gòu)成的三維孔道系統(tǒng)，其中28元環(huán)尺寸達到了22.32×11.84?，這一尺寸已進入介孔范疇。ZMQ-1分子篩展現(xiàn)出高的熱和水熱結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，以及豐富的酸性催化位點。在重油催化裂化反應(yīng)中，與現(xiàn)有商業(yè)化分子篩催化劑相比，ZMQ-1表現(xiàn)出對輕質(zhì)燃料較高的選擇性，且產(chǎn)生的焦炭、液化石油氣和干氣等產(chǎn)物較少。這一新型沸石分子篩的成功制備，為分子篩材料領(lǐng)域的發(fā)展提供了新思路和新方向。獨特的介孔結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)意味著ZMQ-1可以在化學(xué)工業(yè)中處理更大的分子。此外，該材料在精細化學(xué)品生產(chǎn)和氣體吸附存儲等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，不僅可以提高生產(chǎn)效率，還可以減少能源浪費和環(huán)境污染。在“雙碳”背景下，該材料的發(fā)展和應(yīng)用，將為石油化工、煤化工和精細化工的產(chǎn)業(yè)升級提供契機。相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-024-08206-1（原載于《中國科學(xué)報》?2024-12-13?第1版?要聞）