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新材料技术

需求背景

分子筛又称沸石或泡沸石，具有吸附、离子交换、催化等功能。分子筛是一类无机非金属多孔晶体材料，具有大的比表面积、规整的孔道结构以及可调控的功能基元，能有效分离和选择活化直径尺寸不同的分子、极性不同的分子、沸点不同的分子及饱和程度不同的有机烃类分子，具有“筛分分子”和“择形催化”的作用。

分子筛具有优异的吸附、离子交换和催化性能，被广泛用作吸附材料、离子交换材料以及催化材料，其中：吸附材料主要用于工业与环境领域各种气体的分离、净化与干燥；离子交换材料主要应用于洗涤助剂、放射性废料与废液的处理；催化材料主要应用于石油炼制与加工、石油化工、煤化工与精细化工领域中大量工业催化过程。

需解决的主要技术难题

分子筛作为一类无机非金属多孔晶体材料，具有“筛分分子”和“择形催化”的作用，能有效分离和选择性活化不同的分子及有机烃类分子。能源化工及精细化工行业可被细分为石油化工行业、炼油行业和煤化工三个行业；其中精细化工行业为石油化工的下游延伸，主要提供附加值较高、与终端产品关联度较大的化工产品。由于分子筛的特性，工业上常被用作催化材料，吸附分离（多组分气体分离与净化）材料以及分离交换材料中的主要活性成分，广泛应用于石油化工、煤化工、精细化工、冶金、建材、环境保护（包括核废水、核废气处理）、土壤修复与治理等领域。

1.虽然小的孔道已经可以促进反应和吸附选择性，但是对于其他应用比如处理石油大分子或有机污染物的吸附和反应来说，则需要具有较大孔隙的超大孔、高稳定性的分子筛。

2.在沸石分子筛孔道中，客体分子散射弱与无机骨架对称性的不匹配、电子束敏感等一系列复杂结构问题，制约新拓扑结构沸石分子筛开发、生长机理理解、工业应用推广的关键因素。

期望实现的主要技术目标

分子筛是煤化工、石油化工、冶金、汽车等行业所需的基础耗材，随着国内环保规划不断趋严，以及钢铁冶金、石油化工、煤化工、电力等产业发展，国内分子筛市场需求将持续增长。国内分子筛企业需要不断实现技术突破，进口替代进程不断加快也是国内分子筛行业发展的重要推动力。

需求解析

解析单位：“科创中国”新材料产业科技服务团（中国颗粒学会） 解析时间：2023-11-28

杨柳

中国颗粒学会

研究员

综合评价

清晰，化工行业中会的催化剂是十分重要的一个材料因而种类不仅相当小，前后13X分子筛是一个新式的材料，况且需从催化剂当中急速扩展。重中之重的作用是需要水分子、二氧化碳若干材料有好的吸附作用，能够过滤分子的某种催化材料，其结构是十分精密的，对于分子筛的研究是很重要的关键技术。

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