在碳中和的背景下，用于吸附、催化的新材料分子篩逐漸受到關注。廣義上的分子篩指的是孔徑大小與分子尺寸相當從而具有分子篩分能力的一類多孔物質，狹義上的分子篩指的是結晶態的硅酸鹽或硅鋁酸鹽，即常說的沸石分子篩。

分子篩吸附劑通過物理吸附篩分空氣中的二氧化碳、氮氣等成分，從而提純目標氣體。由于分子篩耐高溫、選擇性強、吸附能力高，因此被煤化工、石油化工、環境治理、空氣分離與凈化等多個領域廣泛應用。

目前，碳中和的可行性技術有能源轉型、低碳生活、植物碳匯、碳捕捉與利用四大路徑，據預測，隨著新興經濟體的石油和天然氣行業的不斷壯大，2020年-2025年全球分子篩市場規模的復合年增長率為5.65%，2025年將達到43.90億美元。

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分子篩的部分應用

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二氧化碳吸附

二氧化碳是主要的溫室氣體，比較經濟有效地降低大氣中二氧化碳水平的手段主要包括從燃燒后的工業尾氣中去除二氧化碳、直接捕獲大氣中的二氧化碳兩種途徑。高效選擇性捕獲二氧化碳可有效緩解溫室效應，在很多工業過程都有重要意義。

分子篩原粉對于弱酸性二氧化碳的吸附量較高，FAU、CHA、MFI和LTA等拓撲結構的分子篩比表面積和孔道大小適中，穩定性較好，制備方法簡單，已成為該領域的研究熱點。

分子篩原粉對二氧化碳雖然有一定吸附捕獲能力，但隨著溫度升高，依靠物理作用的分子篩吸附劑的吸附能力會迅速下降。如何對分子篩材料進行改性以提高吸附量與選擇性、如何提高分子篩在有水蒸氣存在的條件下對二氧化碳的吸附量，將是二氧化碳分離和捕獲領域研究的重點。

二氧化硫吸附

二氧化硫是最常見的空氣污染物之一，商業分子篩原粉自身具有一定的二氧化硫脫除能力，對酸性二氧化硫分子的吸附容量很高。X、Y與A型分子篩是研究最廣泛的幾種二氧化硫脫除材料，在高溫和低二氧化硫濃度的條件下也可實現高效脫除。

氮氧化物吸附

氮氧化物是大氣污染的主要來源之一，不僅會形成酸雨破壞生態環境，還可能形成光化學煙霧危害人類健康。吸附法是一種脫除氧化亞氮的可行方案，多種商業分子篩原粉對氧化亞氮表現出了較高的吸附量。

吸附劑選擇性地吸附氧化亞氮，解吸過程中產生的濃縮氧化亞氮可作為選擇性氧化劑應用于下游化學品生產過程。此方案可減少氧化亞氮的排放，也可實現其的循環利用。

氫氣儲存吸附

氫氣是一種儲量大、能量密度高的能源，但易燃易爆。分子篩價格低廉且穩定性好，使用納米多孔吸附劑作為氫氣儲存材料，可以在溫和條件下更安全、經濟地儲存氫氣。具有一定的研究價值。

揮發性有機物吸附

揮發性有機物一般是指沸點在50~260℃之間，室溫下飽和蒸汽壓高于133.32Pa的易揮發有機物。大量的揮發性有機物會形成光化學煙霧和二次有機氣溶膠，危害人體健康和生態環境。

分子篩吸附方式分為物理吸附和化學吸附兩種。物理吸附是分子篩通過范德華力等分子間相互作用力將揮發性有機物吸附到表面，化學吸附是分子篩與揮發性有機物通過化學鍵作用將其固定在表面。

沸石分子篩具有較大的比表面積、豐富的微孔結構、可控的表面疏水性和安全性，因此在揮發性有機物治理領域得到了廣泛的應用。

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埃爾派應用案例

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隨著科學技術的日新月異，各類新材料不斷涌現，而新材料的出現也在助推著科技的發展。粉體加工技術對材料的研發和應用起著至關重要的作用，埃爾派的粉體技術以超細化、超純化、特定功能和安全環保為目標，為新材料行業提供最前端的全流程服務。

巴斯夫實驗室

物料：三元材料

產量：時產10kg

應用：化工材料

設備：三合一氣流粉碎機

3M新材料工廠

物料：樹脂

產量：年產2萬t

應用：醫療器械等

設備：機械粉碎機

中國科學院

物料：活性炭

產量：時產2kg

應用：污水處理等

設備：三合一氣流粉碎機

來源

劉珊珊等：分子篩材料在小分子吸附分離中的應用，南開大學材料科學與工程學院2021

劉強等：分子篩材料在揮發性有機物治理中的應用研究進展，中國五環工程有限公司2020

王葉青：可持續發展路線合成分子篩，浙江大學2017

上海證券報等。