熱門(mén)：介孔分子篩：提高石油轉(zhuǎn)化率的“法寶”

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石油，對(duì)人們來(lái)說(shuō)既熟悉又陌生。我們?nèi)粘Ｊ褂玫钠汀⒉裼汀⒚河投际怯伤鼰捇傻模悄阒肋@一噸石油能煉化出多少汽油、柴油嗎？

(資料圖)

在我國(guó)，石油一次轉(zhuǎn)化成成品油的比率只有約40%，剩下相當(dāng)一部分都是渣油，不僅經(jīng)濟(jì)價(jià)值低，還很難處理。

渣油為什么會(huì)被剩下來(lái)呢？在傳統(tǒng)石油煉化過(guò)程中，我們都離不開(kāi)一種材料，叫作微孔分子篩，石油分子只有能穿過(guò)去才能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化。但是，這種分子篩的篩孔很小，就好比我們用來(lái)篩面粉的篩子，面粉中的小顆粒過(guò)得去，大顆粒就留下了。石油分子就如同這些面粉顆粒，小分子過(guò)得去，大分子過(guò)不去，過(guò)不去就得不到進(jìn)一步處理，白白浪費(fèi)成為渣油。

2020年國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)獲得者研發(fā)了一種新型材料，可以將渣油重新轉(zhuǎn)化成汽油、柴油，這就是介孔分子篩。

要想了解介孔分子篩，首先要知道什么是介孔。直徑小于2納米的孔叫作微孔，大于50納米的叫作大孔，介于兩者之間的就叫介孔。這原本的微孔變成了介孔，就相當(dāng)于面粉篩變成了漏勺，篩孔變大了，渣油大分子自然就過(guò)去了。這只是第一步，接下來(lái)該怎樣提高轉(zhuǎn)化率呢？除了孔大，介孔分子篩還有一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)就是內(nèi)部空間很大，2克介孔材料完全展開(kāi)能鋪滿(mǎn)一個(gè)足球場(chǎng)，面積可達(dá)6000平方米。

這可不是在寫(xiě)科幻小說(shuō)，還是給你舉個(gè)例子吧。我們?nèi)∫粔K面包，它的表面積就只有外面的一圈，如果把它切開(kāi)，里面就有許多小孔，每個(gè)小孔都有一定的表面積，如果有100萬(wàn)個(gè)小孔，它們的表面積相加，面包的總表面積就能增加約100萬(wàn)倍。在介孔材料如此大的表面積上，我們就可以鋪滿(mǎn)渣油分子轉(zhuǎn)化所需要用到的金屬催化劑。渣油大分子進(jìn)入后就可以在催化劑作用下大展拳腳充分反應(yīng)，最終實(shí)現(xiàn)華麗蛻變。

利用介孔分子篩，我國(guó)的石油轉(zhuǎn)化率可以提高約一倍，聽(tīng)起來(lái)似乎微不足道，但相對(duì)于我國(guó)龐大的煉油工業(yè)而言，就相當(dāng)于一個(gè)大慶油田一年的產(chǎn)量。

介孔材料獨(dú)特的孔特性，不僅可以應(yīng)用在石油化工領(lǐng)域，而且在新能源電池、電子器件、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域也大有可為。

（作者系上海科技館科學(xué)老師，第九屆全國(guó)科普講解大賽一等獎(jiǎng)獲得者）

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