本报讯（记者 姜静 通讯员 杨芳）石油炼化中“长得一样”的分子难分离，一直是能源化工行业的“老大难”问题。近日，南京工业大学顾学红、王学瑞教授团队历时五年攻关，研发出全新的分子筛膜制备技术，成功制备出能规模化生产的高性能沸石分子筛膜，为工业气体装上“精准筛选器”，相关成果发表在国际顶级期刊《自然·通讯》上。
沸石分子筛膜是一层布满超小细孔的“分离膜”，只有尺寸符合要求的气体分子才能通过，实现精准分离。但长期以来这款膜的制备存在两大行业痛点。“传统沸石分子筛膜制备，一是膜层太厚，气体分子穿过膜的阻力大、跑得慢；二是从实验室规格膜样品放大到工业规格膜产品，容易出现缺陷，导致分离效果大打折扣。”顾学红介绍。
为破解难题，团队创新提出“胚胎沸石介导缝合成膜”新策略。论文第一作者、南工大游乐凯博士形象比喻道：“传统膜层内缝隙的消除，就像在石子路上铺沥青；而新策略就像拿一根‘针线’，把沸石分子筛晶体从原子层面实现精准‘缝合’，形成‘无缝衔接’的分离膜。”
这一“缝合”技术实现了三大关键突破，包括膜层厚度大幅缩减，筛选精度实现高效跃升，应用范围更广泛，且在工业现场经受住了严苛考验。团队将膜组件放在沼气提纯工况中，膜组件不仅稳定运行超220天，还能同步实现二氧化碳、水和硫化氢的渗透，顺利通过工业级使用测试。
“传统深冷分离技术，需要把温度降到气体液化的程度才能运行，能耗很高。我们研发的沸石分子筛膜技术，在室温下就能正常工作，能耗优势非常明显。”顾学红说，这项成果，为多个工业气体分离领域提供了切实可行的技术方案，有望推动这些行业实现低碳流程改造和绿色升级。目前，团队正全力推进技术转化，让这款“气体筛选器”早日走进工业现场，发挥实际作用。