近日，大(da)連化(hua)物所(suo)甲(jia)醇(chun)制烯烴(ting)國(guo)家(jia)工(gong)程(cheng)實驗(yan)室葉茂(mao)研究(jiu)員(yuan)、李華(hua)副(fu)研究(jiu)員(yuan)、劉(liu)中(zhong)民(min)院士團隊在分(fen)子篩(shai)表面(mian)傳質研究(jiu)中(zhong)取得新進(jin)展(zhan)，通(tong)過(guo)控制SAPO-34分(fen)子篩(shai)的表面(mian)阻力，實現了(le)對(dui)甲(jia)醇(chun)制烯烴(ting)（MTO）反(fan)應的(de)催(cui)化(hua)壽命以及(ji)低碳(tan)烯烴(ting)選擇(ze)性(xing)的調(tiao)控。

分(fen)子篩(shai)因其(qi)優異(yi)的(de)擇(ze)形(xing)選擇(ze)性(xing)而被廣(guang)泛(fan)應用(yong)於(yu)多(duo)相催化(hua)與氣(qi)體(ti)分(fen)離等領域。近期(qi)研究(jiu)表明，分(fen)子篩(shai)晶體(ti)內(nei)部(bu)擴(kuo)散阻力和表面(mian)阻力是客體(ti)分(fen)子傳質阻力的兩個(ge)重要(yao)來(lai)源(yuan)。目(mu)前，分(fen)子篩(shai)的傳質研究(jiu)往往聚(ju)焦(jiao)於(yu)晶(jing)體(ti)內(nei)部(bu)的(de)自擴(kuo)散，而(er)客體(ti)分(fen)子的(de)表面(mian)擴(kuo)散行為卻(que)常(chang)被忽(hu)視。表面(mian)阻力與晶體(ti)表面(mian)特征相關(guan)，很(hen)多(duo)過(guo)程(cheng)中客體(ti)分(fen)子表面(mian)阻力被認(ren)為是分(fen)子篩(shai)傳質的主(zhu)導(dao)因(yin)素(su)。但(dan)是，定量描述(shu)分(fen)子篩(shai)表面(mian)傳質阻力對(dui)催(cui)化(hua)反(fan)應的(de)影(ying)響，以及(ji)通(tong)過(guo)直接控制表面(mian)阻力來(lai)調(tiao)控分(fen)子篩(shai)催化(hua)性能(neng)仍是催化(hua)反(fan)應工(gong)程(cheng)研究(jiu)的(de)壹個(ge)重要(yao)挑戰(zhan)。

該(gai)團隊利(li)用化(hua)學(xue)液相沈積法(fa)與酸蝕技術修(xiu)飾(shi)了(le)SAPO-34分(fen)子篩(shai)的晶(jing)體(ti)外(wai)表面(mian)。根(gen)據前期所(suo)提出(chu)的(de)表面(mian)滲(shen)透率(lv)公式，該(gai)團隊直接測(ce)定了(le)修(xiu)飾(shi)前後的(de)分(fen)子篩(shai)的表面(mian)滲(shen)透率(lv)，定量得到(dao)了(le)分(fen)子篩(shai)的表面(mian)傳質阻力。與此同(tong)時，采用該(gai)方法(fa)修(xiu)飾(shi)分(fen)子篩(shai)外(wai)表面(mian)過(guo)程(cheng)中，分(fen)子篩(shai)形(xing)貌(mao)、內部(bu)孔道結構、酸性質與晶(jing)內擴(kuo)散性(xing)質幾乎(hu)不變(bian)。研究(jiu)發(fa)現，控制相關(guan)客體(ti)分(fen)子在分(fen)子篩(shai)晶體(ti)上的(de)表面(mian)傳質能(neng)力(li)，降(jiang)低其(qi)表面(mian)阻力，有助於(yu)加(jia)快客體(ti)分(fen)子進(jin)出分(fen)子篩(shai)晶體(ti)，最(zui)終(zhong)實(shi)現延長(chang)分(fen)子篩(shai)壽命(ming)，提高低(di)碳(tan)烯烴(ting)選擇(ze)性(xing)。

本(ben)工作(zuo)通(tong)過(guo)定量改變(bian)表面(mian)阻力來(lai)控制MTO催化(hua)反(fan)應的(de)性(xing)能(neng)，壹方面(mian)揭示(shi)了(le)表面(mian)阻力在分(fen)子篩(shai)催化(hua)中具有十(shi)分(fen)重要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)，另(ling)壹方面(mian)展示(shi)了(le)控制反(fan)應和(he)擴(kuo)散這(zhe)壹對(dui)介尺(chi)度(du)作(zuo)用機制可直接調(tiao)控分(fen)子篩(shai)催化(hua)反(fan)應性(xing)能(neng)的(de)新(xin)思(si)路(lu)。該(gai)工作得(de)到(dao)了(le)兩個(ge)審稿(gao)人(ren)的高度(du)認(ren)可(ke)，分(fen)別被評(ping)價為“Highly important”和(he)“Very important”。

相(xiang)關(guan)研究(jiu)成(cheng)果(guo)發(fa)表在《德(de)國(guo)應用(yong)化(hua)學(xue)》（Angew. Chem. Int. Ed.）上。上述(shu)研究(jiu)工(gong)作得到國(guo)家(jia)自(zi)然(ran)科學(xue)基金“多相反(fan)應過(guo)程(cheng)中的(de)介尺(chi)度(du)機制及(ji)調控”重大(da)研究(jiu)計(ji)劃(hua)集(ji)成(cheng)項目(mu)的資(zi)助。