ZMQ-1用於重油高效轉化示意圖。中國科學院青島生物能源與過程研究所供圖
本報訊（記者廖洋通訊員孔鳳茹）中國科學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教授鄒曉冬合作，合成了一種全新的沸石分子篩ZMQ-1並解析了其結構。該分子篩的28元環尺寸已成功達到介孔尺寸範疇，可以讓大分子輕鬆通過。12月12日，相關成果發表於《自然》。
沸石分子篩利用其微小的孔洞能够精確篩選出人們需要的分子，在化工、能源、環保等領域發揮著重要作用。但傳統沸石分子篩的微孔尺寸均小於2納米，無法處理大尺寸的大分子。
研究團隊設計並合成了一種雙季磷陽離子作為有機結構導向劑和範本劑，利用結構導向和空間填充雙重作用，首次實現了本征介孔與微孔在原子層面的連接，成功製備出新型矽酸鹽沸石分子篩ZMQ-1。利用一系列先進的表徵科技，包括三維旋轉電子繞射電鏡、X射線粉末繞射等，研究團隊成功解析了ZMQ-1的複雜結構。ZMQ-1擁有由28×10×10元環構成的三維孔道系統，其中28元環尺寸達到了22.32×11.84？魡，這一尺寸已進入介孔範疇。
ZMQ-1分子篩展現出高的熱和水熱結構穩定性，以及豐富的酸性催化位點。在重油催化裂化反應中，與現有商業化分子篩催化劑相比，ZMQ-1表現出對輕質燃料較高的選擇性，且產生的焦炭、液化石油氣和幹氣等產物較少。
這一新型沸石分子篩的成功製備，為分子篩資料領域的發展提供了新思路和新方向。獨特的介孔結構和穩定的化學性質意味著ZMQ-1可以在化學工業中處理更大的分子。此外，該資料在精細化學品生產和氣體吸附存儲等領域有廣闊的應用前景，不僅可以提高生產效率，還可以减少能源浪費和環境污染。在“雙碳”背景下，該資料的發展和應用，將為石油化工、煤化工和精細化工的產業升級提供契機。