“非经典”分子筛——物质高效分离新技术研究综述

doi:10.3866/PKU.DXHX202302017

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“非经典”分子筛——物质高效分离新技术研究综述

李鹤林¹, 段陈阳¹, 王翊冰¹, 魏敬轩², 卞江¹^,*()

¹ 北京大学化学与分子工程学院, 北京 100871
² 北京大学元培学院, 北京 100871

收稿日期:2023-02-10 录用日期:2023-04-26 发布日期:2023-06-09
通讯作者: 卞江 E-mail:bj@pku.edu.cn
作者简介:第一联系人：
^†2022级本科生

Non-classical Molecular Sieves: A Review on Novel Methods of Efficient Chemical Separation

Helin Li¹, Chenyang Duan¹, Yibing Wang¹, Jingxuan Wei², Jiang Bian¹^,*()

¹ College of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University, Beijing 100871, China
² Yuanpei College, Peking University, Beijing 100871, China

Received:2023-02-10 Accepted:2023-04-26 Published:2023-06-09
Contact: Jiang Bian E-mail:bj@pku.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

分子筛是一种具有孔道结构，能够选择性分离小分子的固体物质。经典的分子筛已经得到深入而透彻的研究，但还存在局限性，如无法分离物理性质相似的物质等。近年来，科学家开始关注“非经典”的物质分离方法，取得的成果包括多孔薄膜、多孔液体以及笼形分子等，其中有些方法或能大大降低工业生产的成本，甚至对社会经济发展带来重大影响。本文即对这些新兴的方法进行一一讨论，并对该领域的研究进行展望。

关键词: 分子筛, 物质分离, 多孔薄膜, 多孔液体, 笼形分子

Abstract:

Molecular sieves, a type of material with porous structure, are able to separate small molecules. Classical molecular sieves have been investigated thoroughly, but they have limitations as well. For example, they are unable to separate chemicals with similar physical properties. In recent years, scientists have begun to focus on "non-classical" methods for chemical separation. Many achievements have been made, such as microporous membranes, porous liquid and cage-like molecules. Some of these methods may greatly reduce the cost of industrial production and even have a great influence on social and economic development. In this review, the novel methods are discussed, and the development trend of this research field is provided.

Key words: Molecular sieve, Chemical Separation, Microporous membrane, Porous liquid, Cage-like molecule

李鹤林, 段陈阳, 王翊冰, 魏敬轩, 卞江. “非经典”分子筛——物质高效分离新技术研究综述[J]. 大学化学, 2023, 38(11): 337-344.

Helin Li, Chenyang Duan, Yibing Wang, Jingxuan Wei, Jiang Bian. Non-classical Molecular Sieves: A Review on Novel Methods of Efficient Chemical Separation[J]. University Chemistry, 2023, 38(11): 337-344.

链接本文: https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.DXHX202302017

https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/Y2023/V38/I11/337

图/表 8

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表1

参考文献 19

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方法	优势	不足
传统分子筛	特异性吸附小分子质子溶剂(水、乙醇等)残留；已得到广泛研究与应用	应用范围较窄，无法分离物理性质相似的物质
无机薄膜	使气体在流动过程中被分离，操作简便高效	制备方法较复杂，浪费支持物，可持续性不佳
多孔液体	可将气体暂时储存在胶体溶液中，使气体具有类似液体的“流动性”	已取得的成果多为有机溶剂体系，难以在生产生活中应用
笼形分子	也可分离液相的同分异构体等，可分离的物质范围较广；易于合成	以主客体的特异性结合为基础，需大量主体分子以提高分离效率

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