博士生一作！211，发Science！

文摘 2024-12-02 08:30 湖北

11月29日，国际高水平期刊《Science》刊发了北京工业大学材料科学与工程学院安全福教授团队的科研成果《Aromatic-aliphatic hydrocarbon separation with oriented monolayer polyhedral membrane》。该项研究成果为石脑油中芳烃-烷烃混合物的分离提供了有效的解决方案，为石化行业的低碳流程再造提供了新思路。

论文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adq5577

节能减碳是石化行业的重要发展方向。轻烃作为石脑油蒸汽裂解的关键产物，其生产过程中若能实现芳烃与烷烃的高效分离，不仅能显著降低能源消耗水平，还能获取高价值的芳烃，从而实现流程再造，达成减碳与增效的双重目标。然而，芳烃与烷烃（如苯与环己烷、甲苯与正庚烷）分子尺寸和物理化学性质相似，实现芳烃与烷烃分离极具挑战。

针对这一挑战，基于团队提出的纳米基元筑膜新思路，采用一种具有芳烃快速传输通道的纳米多面体颗粒为构筑基元，设计制备了颗粒高密度取向排列的单层多面体膜（Oriented Monolayer Polyhedral, OMP膜），该膜对芳烃具有高选择性。通过精确调控单层多面体的排列和密度，使多面体在多孔支撑体表面的覆盖率达到85.6%，并设计了两级膜串联分离工艺，成功将石脑油模拟料液中的芳烃含量从15wt%提升至97.5wt%，实现了芳烃与烷烃的高效分离。采用低场核磁和分子模拟等手段，深入研究了芳烃与OMP的相互作用，阐明了芳烃分子在OMP膜通道中的优先吸附与快速传递机制。该研究为芳烃与烷烃的高效分离提供了创新解决方案，为高性能膜的设计提供了借鉴。

这是北京工业大学再次以第一作者单位在《Science》期刊上发表的论文，标志着学校在膜材料领域取得重要科研进展。北京工业大学在读博士生孙皓为论文第一作者，王乃鑫教授和安全福教授为通讯作者。北京工业大学在读博士生许莹荟、王丰恺，以及澳大利亚莫纳什大学王焕庭教授、陆军教授为合作者。

文章来源：北京工业大学

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