近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所传来重大喜讯，该所科研团队成功合成了一种全新的沸石分子筛——ZMQ-1。这一突破性成果于12月12日在国际学术期刊《自然》上发表，为化工生产的绿色化和高效化带来了新的解决方案。
沸石分子筛是一种能精确筛选特定分子的材料，在化工、能源和环保等领域应用广泛。然而，传统沸石分子筛的微孔尺寸小于2纳米，限制了其对大分子的处理能力。 为突破这一难题，青岛能源所的科研团队采用创新合成策略，设计并合成了一种双季磷阳离子作为有机结构导向剂，成功制备出ZMQ-1分子筛。
该分子筛拥有由28×10×10元环构成的三维孔道系统，其中28元环尺寸达到22.32×11.84 Å，迈入介孔范畴，可让大分子轻松通过。 ZMQ-1分子筛具有诸多优异性能。它展现出高的热稳定性和水热稳定性，在重油催化裂化反应中，与现有商业化分子筛催化剂相比，对轻质燃料（汽油和柴油）具有较高的选择性，且产生的焦炭、液化石油气和干气等产物较少。其汽油和柴油总选择性大于80%，转化率超过80%，远高于目前65%的平均水平。
此外，ZMQ-1分子筛独特的介孔结构和稳定的化学性质，使其能在化学工业中处理更大的分子，比如在重质原油高值化利用生产低碳烯烃（乙烯、丙烯和丁烯）、柴油及航空煤油等，或生物油及生物质催化转化生产生物柴油、高附加值功能性糖、醛及醇等重要平台化合物的过程中发挥作用。
该材料在精细化学品生产和气体吸附存储等领域也有广阔应用前景，不仅能提高生产效率，还可减少能源浪费和环境污染。 在“双碳”背景下，ZMQ-1分子筛的成功制备意义重大，为石油化工、煤化工和精细化工等产业的升级提供了契机，展示了我国在新材料领域的强大技术实力。
科研团队表示，未来将通过跨学科合作，加强产学研结合，推动该成果尽快从实验室走向生产线。
参考资料：“具有原子有序和互连的介孔通道的稳定沸石”，作者：Peng Lu、Jiaoyan Xu、Yiqing Sun、Rémy Guillet-Nicolas、Tom Willhammar、Mohammad Fahda、Eddy Dib、Bo Wang、Zhengxing Qin、Hongyi Xu、Jung Cho、Zhaopeng Liu、Yu Haijun、Xiaobo Yang、Qiaolin Lang、Svetlana Mintova、Xiaodong Zou 和 Valentin Valtchev，2024 年 12 月 11 日，自然。
DOI： 10.1038/s41586-024-08206-1
热门跟贴