丙烯（环丙烷）从丙烷（丙烷）中的分离，通常采用昂贵和能耗巨大的低温蒸馏技术。从节能和环保的角度来看，基于高效和低成本多孔固体的吸附分离是另一种替代方法。

在此，中国科学院大连化学物理研究所郭鹏研究员组在《JACS》上发表了题为“Pure Silica with Ordered Silanols for Propylene/Propane Adsorptive Separation Unraveled by Three-Dimensional Electron Diffraction”的研究论文报道了一种具有有序硅烷醇的纯硅沸石，显示了其在环境条件下对丙烯与丙烷的高效分离。

纯硅沸石晶体结构被先进的三维电子衍射揭示，其规则分布的硅羟基与独特的椭圆形八元环孔口结构息息相关。这种独特的椭圆八元环孔口结构可以排除较大尺寸的丙烷，只能吸附丙烯。吸附穿透曲线测试也证实了其对C3H6/C3H8的分离性能，其中丙烯的动态吸附量为53.36 cm³ g⁻¹，而丙烷的吸附量可以忽略不计。纯硅沸石对丙烯的动态吸附量优于纯二氧化硅DDR型沸石（31.07 cm³ g⁻¹）。密度泛函理论计算表明，吸附的丙烯分布在心形腔内，与有序硅烷醇的相互作用较弱。

图1 (a) ITQ-55-O3-400在87 K条件下的 Ar吸附等温线，插图：计算了ITQ-55-O3-400的孔径分布；(b)ITQ-55-O3-400的BET比表面积图；(c) ITQ-55-air-800（黑色）、ITQ-55-500（蓝色）和ITQ-55-O3-400（红色）在77 K时吸附等温线及比表面积。

图2 (a) ITQ-55-ITQ-400材料298K条件下对丙烯、丙烯的吸脱附等温线；(b) DDR型纯硅沸石与ITQ-55-O3-400气体吸附分离性能比较；(c) ITQ-55-O3-400对等摩尔丙烷/丙烯二元混合物气体吸附分离性能重复性测试。

红色：丙烷；黑色：丙烯。

图3（a-b）298K下的丙烯吸附-解吸循环。（c-d）ITQ-55-O3-400吸附剂测试298 K 1bar下丙烷、丙烯的吸附动力学。

文中，作者使用比表面积及孔径分析仪（可参考仪器型号BSD-660）测试了87 K下Ar吸附等温线及孔径分布，揭示了ITQ-55-O3-400的微孔性质。

使用气体吸附仪（可参考仪器型号BSD-660、BSD-PMC）测试了ITQ-55-O3-400对单组分丙烯和丙烷吸附等温线，结果表明298 K 1 bar时，ITQ-55-O3-400对丙烯的吸附量为53.36 cm³ g⁻¹，对丙烷吸附量2.31cm³ g⁻¹。

在连续的5次吸附-解吸循环中，丙烯的吸附量始终保持不变，表明其具有良好的循环稳定性。

此外，使用重量法气体蒸气吸附仪（BSD-DVS多站重量法气体蒸气吸附仪）测试了在298 K 1 bar条件下ITQ-55-O3-400对丙烷、丙烯吸附动力学及吸附量，结果表明丙烯的吸附速率明显快于丙烷。

通过多组分吸附穿透曲线分析仪（可参考仪器型号BSD-MAB）评估了ITQ-55-O3-400对二元气体（C₃H₆/C₃H₈，v/v，50/50）的分离性能，结果表明其对C₃H₆/C₃H₈优异的分离性能。

贝士德 吸附表征 全系列测试方案