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美国,中国研究人员开发出节能塑料制造材料



  美国和中国的研究人员开发出一种创新的过滤材料,可以将纯化的乙烯从乙烷混合物中分离出来,从而降低制造塑料的环保成本。

  周四发表在“科学”杂志上的这项研究描述了金属 - 有机骨架(MOF),这是一种可以将单个碳氢化合物从炼油过程中产生的有机分子汤中分离出来的物质。

  聚乙烯是最常见的塑料类型,由乙烯构成,乙烯是原油精炼中发现的众多烃类分子之一。

  研究人员表示,乙烯必须经过高度纯化才能使制造工艺发挥作用,但目前用于将乙烯与所有其他碳氢化合物分离的工业技术是高能工艺,将原油冷却至零摄氏度以下100度以上。

  乙烯和乙烷构成混合物中的大部分烃,并且将这两者分开是迄今为止最耗能的步骤。

  因此,寻找一种替代的分离方法将减少每年在全球生产1.7亿吨乙烯所需的能源。

  MOF看起来有点像半建造的大梁摩天大楼,在微观层面上没有墙壁。大梁的表面会使某些碳氢化合物分子牢固地粘住,因此通过正确的MOF浇注两种碳氢化合物的混合物可以将一种分子从混合物中拉出,让其他碳氢化合物以纯净的形式出现。

  研究人员确定了一个名为MOF-74的特殊框架,并将其修改为包含一种结构,使其能够从混合物中吸收乙烷,同时消耗的能量远远低于平时。

  他们还使用了一种称为中子衍射的技术来确定MOF表面的哪一部分吸引了乙烷,这解释了为什么他们的创新在其他努力不足的情况下取得了成功。

  “如果没有对该机制的基本了解,没有人会相信我们的结果,”德克萨斯大学圣安东尼奥分校教授陈邦林说。

  “我们也认为我们可以尝试将其他小组添加到表面,也许可以做其他事情。这是一个全新的研究方向,我们非常兴奋,”陈说。

  陈和国家标准技术研究院和中国太原理工大学的科学家们合作进行了创新。




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