碳中和离不开这种新材料！应用极为重要，“钱景”也很广阔

在碳中和的背景下，用于吸附、催化的新材料分子筛逐渐受到关注。广义上的分子筛指的是孔径大小与分子尺寸相当从而具有分子筛分能力的一类多孔物质，狭义上的分子筛指的是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，即常说的沸石分子筛。

分子筛吸附剂通过物理吸附筛分空气中的二氧化碳、氮气等成分，从而提纯目标气体。由于分子筛耐高温、选择性强、吸附能力高，因此被煤化工、石油化工、环境治理、空气分离与净化等多个领域广泛应用。

目前，碳中和的可行性技术有能源转型、低碳生活、植物碳汇、碳捕捉与利用四大路径，据预测，随着新兴经济体的石油和天然气行业的不断壮大，2020年-2025年全球分子筛市场规模的复合年增长率为5.65%，2025年将达到43.90亿美元。

分子筛的部分应用

二氧化碳吸附

二氧化碳是主要的温室气体，比较经济有效地降低大气中二氧化碳水平的手段主要包括从燃烧后的工业尾气中去除二氧化碳、直接捕获大气中的二氧化碳两种途径。高效选择性捕获二氧化碳可有效缓解温室效应，在很多工业过程都有重要意义。

分子筛原粉对于弱酸性二氧化碳的吸附量较高，FAU、CHA、MFI和LTA等拓扑结构的分子筛比表面积和孔道大小适中，稳定性较好，制备方法简单，已成为该领域的研究热点。

分子筛原粉对二氧化碳虽然有一定吸附捕获能力，但随着温度升高，依靠物理作用的分子筛吸附剂的吸附能力会迅速下降。如何对分子筛材料进行改性以提高吸附量与选择性、如何提高分子筛在有水蒸气存在的条件下对二氧化碳的吸附量，将是二氧化碳分离和捕获领域研究的重点。

二氧化硫吸附

二氧化硫是最常见的空气污染物之一，商业分子筛原粉自身具有一定的二氧化硫脱除能力，对酸性二氧化硫分子的吸附容量很高。X、Y与A型分子筛是研究最广泛的几种二氧化硫脱除材料，在高温和低二氧化硫浓度的条件下也可实现高效脱除。

氮氧化物吸附

氮氧化物是大气污染的主要来源之一，不仅会形成酸雨破坏生态环境，还可能形成光化学烟雾危害人类健康。吸附法是一种脱除氧化亚氮的可行方案，多种商业分子筛原粉对氧化亚氮表现出了较高的吸附量。

吸附剂选择性地吸附氧化亚氮，解吸过程中产生的浓缩氧化亚氮可作为选择性氧化剂应用于下游化学品生产过程。此方案可减少氧化亚氮的排放，也可实现其的循环利用。

氢气储存吸附

氢气是一种储量大、能量密度高的能源，但易燃易爆。分子筛价格低廉且稳定性好，使用纳米多孔吸附剂作为氢气储存材料，可以在温和条件下更安全、经济地储存氢气。具有一定的研究价值。

挥发性有机物吸附

挥发性有机物一般是指沸点在50~260℃之间，室温下饱和蒸汽压高于133.32Pa的易挥发有机物。大量的挥发性有机物会形成光化学烟雾和二次有机气溶胶，危害人体健康和生态环境。

分子筛吸附方式分为物理吸附和化学吸附两种。物理吸附是分子筛通过范德华力等分子间相互作用力将挥发性有机物吸附到表面，化学吸附是分子筛与挥发性有机物通过化学键作用将其固定在表面。

沸石分子筛具有较大的比表面积、丰富的微孔结构、可控的表面疏水性和安全性，因此在挥发性有机物治理领域得到了广泛的应用。

埃尔派应用案例

随着科学技术的日新月异，各类新材料不断涌现，而新材料的出现也在助推着科技的发展。粉体加工技术对材料的研发和应用起着至关重要的作用，埃尔派的粉体技术以超细化、超纯化、特定功能和安全环保为目标，为新材料行业提供最前端的全流程服务。

巴斯夫实验室

物料：三元材料

产量：时产10kg

应用：化工材料

设备：三合一气流粉碎机

3M新材料工厂

物料：树脂

产量：年产2万t

应用：医疗器械等

设备：机械粉碎机

中国科学院

物料：活性炭

产量：时产2kg

应用：污水处理等

设备：三合一气流粉碎机

来源

刘珊珊等：分子筛材料在小分子吸附分离中的应用，南开大学材料科学与工程学院2021

刘强等：分子筛材料在挥发性有机物治理中的应用研究进展，中国五环工程有限公司2020

王叶青：可持续发展路线合成分子筛，浙江大学2017

上海证券报等。