一、项目简介类分子筛锗酸盐的出现大大扩展了开放骨架结构的研究领域, 由不同多面体组成的一级结构单元为骨架结构的搭建提供了多样性。以新的聚集体Ge10O24X3 (Ge10) 组成的SU-M（Ia-3d）和手性三维孔道的SU-MB（I4132）是目前为止所报道的最低骨架密度和30-元环的介孔尺度通道（大于20 Å）的三维锗酸盐结构材料(Zou X.D.,et al Nature 2005, 437, 716-718.)。将孔道中的有机胺去除并通过硅、铝修饰后，不但可以加强其热稳定性能，还可以调节表面酸性，它们的高比表面和介孔（手性）孔道的特性将会在吸附、储氢和催化工业等方面有良好的应用。目前，该材料的热稳定修饰和离子去除工作正在进行中[15th 国际分子筛会议（北京2007）]。SU-M 中Ge10O24(OH)3 簇的联结结构图。二、市场前景传统的硅铝分子筛因其材料和元素的局限性导致其骨架结构目前只限在微孔（小于20Å）尺寸，从而不能够满足更多的特定用途。而表面活性剂合成的介孔氧化硅材料，虽然有规则的介孔尺度的孔道结构和很高的比表面，但其孔墙骨架基本上是无定形的，水热稳定性差。设计合成开放骨架化合物则有望解决前二者的不足，所以，合成新的开放骨架氧化物材料，使孔径、孔容增大、骨架密度减少，已经是一个在催化、储能（尤其是氢能）、吸附和分离等方面有重要应用价值并具有挑战性的研究课题。三、主要设备及投资简单水热装置、设备， 反应釜、 烘箱、培烧炉等。投资在一千万左右。四、效益分析中孔骨架结构锗酸盐具有良好的催化、储能（尤其是氢能）、吸附和分离等应用前景，在投入市场一年后，将取得投资额5-10倍的经济效益。五、合作方式面议。项目负责人：任铁真联系电话： 022-26564909

钛硅分子筛（TS-1）对于以双氧水为氧化剂的许多低温有机反应，如烯烃环氧化、醇类氧化为醛或酮、芳香族化合物羟基化反应以及环已酮氨肟化反应中都表现出较高的性能，已在苯酚羟基化和环已酮氨肟化工业生产过程中得以应用。目前工业TS-1分子筛合成方法是以四丙基氢氧化铵（TPAOH）为模板剂，使正硅酸乙酯（TEOS）和钛酸酯相继水解，先经水热合成得到初产品，再对

渗透汽化分离过程不受汽液平衡的限制，因而在传统分离手段难以分离的恒沸物分 离、微量水脱除等方面具有独特的优越性。透汽化技术具有以下优点: 1）高效；2）运 行成本低，低能耗，一般比恒沸蒸馏法节能1/2～2/3，投资仅为蒸馏操作的50～60％； 3）产品质量好；4）绿色环保；5）过程简单，操作简便，便于放大和集成；6）可分离 近沸物、共沸物和恒沸物。

本发明公开了一种提高分子筛膜通量的方法，对在含有聚合物的载体（如纯有机载体或有机-无机复合载体）表面合成的分子筛膜进行加热处理，从而达到提高分子筛膜渗透通量的目的。先在载体表面制备分子筛膜，然后将膜材料整个置于加热炉内，按一定速率升温到一定温度后保持一段时间，然后再按一定速率降温至常温；将进行过加热处理的分子筛膜用于渗透汽化分离，与未处理的分子筛膜相比，膜的通量有明显提高。也可以在制备分子筛膜之前，对载体进行同样的热处理。本发明的热处理没有使分子筛膜产生额外缺陷，操作简单，分离性能提高显著，对分子筛膜的修饰有普遍适用性。

研究团队长期致力于配位聚合物多孔材料的设计、功能和机理研究，已发展了“动力学控制的柔性”（J.Am.Chem. Soc.2008, 130,6010;Natl. Sci. Rev.2018,5,907）、“亲水孔道捕获疏水分子”（Nat. Commun.2015,6,8697）、“控制客体分子构型调控吸附选择性”（Science 2017,356,1193）等多种吸附分离理论/概念。最近，他们又提出了一种新的吸附分离原理，称为中间尺寸分子筛（intermediate-sized molecular sieve，iSMS），能在复杂混合物只吸附中间尺寸的目标成分，解决类似苯乙烯分离提纯等重大需求。为实现这种特殊的吸附行为，多孔材料必须具有合适的柔性，从而结合热力学原理（太小的分子吸附能不足以打开柔性框架）和动力学原理（太大的分子尺寸超过打开的孔窗）排除非目标成分。他们设计合成了一例具有限制柔性的配位聚合物多孔材料MAF-41，实现了在乙苯、苯乙烯、甲苯和苯混合物中超高效纯化苯乙烯（选择性3300）的目标，只需一次吸附脱附循环，即可获得纯度99.9%+的苯乙烯。MAF-41还具有超高热稳定性（500 oC）、水稳定性（沸水，pH 3‒14）以及超疏水特性，有利于实际应用。

一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 分子筛是指具有规则分子级别孔道结构的结晶硅铝酸盐，广泛应用于催化与吸附分离工业过程。对于工业结构革新和绿色环保化工具有十分重要的意义。 我们长期从事分子筛材料的研究和开发工作，目的有多种先进的分子筛材料得以推出。 1应用于甲醇制烯烃反应的分子筛催化材料 我们基于对甲醇制烯烃反应与失活机理的理解，成功设计AlPO-34催化剂。AlPO-34骨架杂质量级的Si可产生痕量Brønsted酸中心，与反应物甲醇作用形成痕量苯基碳正离子进而引发烃池路线实现甲醇制烯烃反应，同时大大降低了甲醇制烯烃二次反应的发生。与工业化催化剂SAPO-34相比，AlPO-34将甲醇制烯烃反应中低碳烯烃收率提高一到两个百分点，稳态寿命提高一倍。根据目前所开车的60万吨MTO装置的经济效益测评,低碳烯烃收率每提高一个百分点,每年的净利润便可提高6000万元（授权发明专利：ZL201110226964.4）。 2分子筛超薄纳米片材料 分子筛超薄纳米片具有短的孔道和较开放的晶穴,在保持分子筛择形效果的同时可以有效降低客体分子的扩散阻力，在催化与吸附分离方面表现出更高的性能，受到广泛的关注。我们使用便宜易得的模板剂与阻隔剂，成功制备了b轴取向的50纳米以下的MFI分子筛纳米片，其生产成本不足目前文献报道的五分之一，产率高达80%，此方法极具工业应用前景。目前，该技术相关的发明专利已提交，处在审查阶段。 3Lewis酸分子筛的规模化制备 我们开辟全新的方法，通过合成后处理技术将Sn、Zr等孤立金属离子引入分子筛骨架，成功制备出一系列Lewis酸分子筛材料，并将其应用在多种催化反应中。其中，Sn-分子筛与Zr-分子筛在环氧化合物开环反应中表现出极其优异的性能，具有工业应用前景（授权发明专利：ZL201410169234.9；ZL201410620863.9）。 4应用于烟气脱硝Fe-分子筛催化剂的直接合成 Fe-分子筛催化剂是新一代烟气脱硝催化剂，其综合性能已经可以与传统V2O5-WO3/TiO2体系相媲美，且避免了使用高毒性组分V2O5所产生的环境污染问题，在欧美发达国家已得到推广应用。我们成功开发原位晶化法，一步直接制备Fe-分子筛，解决了Fe-分子筛制备复杂，重现性差的问题，同时大大降低Fe-分子筛的生产成本，所制备样品在烟气脱硝反应中表现出优于Johnson Matthey产品的性能（CN201410527707.8）。

揭示了沸石分子筛中硼中心的配位环境与催化丙烷脱氢性能的构效关系，率先提出双羟基硼物种作为丙烷脱氢的活性中心 一、项目分类 重大科学前沿创新 二、成果简介 开展沸石分子筛催化材料研究，阐明了惰性碳-氢键低温活化转化的机理，国际上率先提出分子围栏催化剂设计的新方法，克服了甲烷低温氧化中高甲烷转化率和高甲醇选择性不可兼得的领域难题，在70℃下突破性实现17.2%的甲烷转化率和92%的甲醇选择性；揭示了沸石分子筛中硼中心的配位环境与催化丙烷脱氢性能的构效关系，率先提出双羟基硼物种作为丙烷脱氢的活性中心，并在纯硅分子筛骨架中构筑具有此类硼中心开发出硼硅分子筛新材料，催化丙烷有氧脱氢中丙烷转化率达到41.6%，烯烃产物选择性超过80%（效率达到传统分子筛负载多聚硼材料的近十倍），为天然气和页岩气的高效利用提供了理论基础和技术支撑。 上述相关技术完成了实验室的小试研究，指标达到国际先进水平。准备进一步推进中。

1984年美国联合碳化公司开发出了一系列磷酸硅铝分子筛，其中SAPO-34分子筛具有类似菱沸石型结构，属于小孔沸石，可用作吸附剂，催化剂及催化剂载体。在甲醇制烯烃(MTO)反应中表现出了很好的催化活性，低碳烯烃选择性高达90%以上，其中乙烯的选择性可达50%以上，几乎没有C5以上产物。

本成果在世界上首次将"AIPO4" 、"TIO6"和"Si04"单元以规整结构的形式引入柴油加氢精制催化剂载体中,使催化剂具有更加优良的表面化学性质,促进硫、氮、芳烃的同步脱除。成果从2010年陆续在大庆石化、乌鲁木齐石化、辽阳石化柴油加氢精制装置实现工业应用,成功生产出符合国IV、国V柴油质量标准的清洁柴油,为我国柴油的质量升级提供了有力的技术支撑,取得了良好的经济效益和社会效益。

本发明提供了一种微米级分子筛负载型纳米铁材料的制备方法，该方法包括步骤：分子筛载体的预处理、微米级分子筛负载型纳米铁材料的制备。本发明以MCM-41介孔分子筛为载体，通过液相还原法在分子筛载体上原位生成纳米铁颗粒，其纳米铁质量负载率为25%-90%，制得的微米级分子筛负载型纳米铁材料的粒径范围为1.2μm-20μm，孔径范围为1.5nm-4.5nm。MCM-41介孔分子筛与纳米铁耦合后制备成高活性微米级负载型纳米铁材料，有益效果是有效的改善纳米铁在空气中的稳定性，提高纳米铁在水介质中的分散性，有效抑制纳米铁颗粒的团聚效应，增加了纳米铁材料的活性位点，提高纳米铁材料的表面活性。使其在水处理工艺中更易于分离回收，回收率可达100%。