先进制造与新材料科技专辑2007年第11期.PDF

中国科学院国家科学图书馆 科学研究动态监测快报 2007 年 6 月 1 日 第 11 期（总第 33 期） 先进制造与新材料科技专辑 中国科学院国家科学图书馆武汉分馆主办 ═══════════════════════════════════════ 中国科学院国家科学图书馆武汉分馆 武汉市武昌区小洪山西 25 号 邮编：430071 电话：027 电子邮件：jiance@ 先进制造与新材料科技专辑 2007 年第 11 期（总 33 期） 目 录 专 题 美国能源部未来工业材料研究计划及近期进展（下） 1 研究进展 德国硅基光发射器研究取得重大突破 8 日本科学家合成准晶体聚合物 8 制造纳米紫外线 LED 的新技术 9 德国物理学家发现具有负折射率的天然材料 10 短 讯 研究人员开发出低成本万能纳米粘合剂 11 LG 飞利浦公司开发出首款 A4 彩色电子纸 11 适于激光应用的新型纳米晶 11 高度对称笼状分子展现令人好奇的磁性 12 中美合作研发新一代荧光爆炸物探测材料 12 索尼公司推出2.5 英寸超薄柔性显示器 12 出版日期：2007 年 6 月 1 日 专 题 美国能源部未来工业材料研究计划及近期进展（下） 编者按：未来工业材料（IMF ）研究计划是由美国能源部能效与可再生能源办 公室领导的一个全国性的研究计划，致力于研究、设计、开发、制造和测试新型与 改良材料，同时积极探索对现有材料的更为有效的利用，提升工业生产和制造过程 的能源效率，满足铝、玻璃、钢铁、金属铸造、化学制品、石油、林产业、农业和 采矿等美国未来九大工业的需求。本期将接上期专题1 ，继续对这一研究计划进行介 绍。 2.5 用于碳氢化合物高能效分离的新型改良沸石2 2.5.1 研究背景 目前，C -C 碳氢化合物的主流分离技术是萃取蒸馏和低温蒸馏。低温 C -C 蒸 2 5 2 5 馏是一种不可再生且有害环境的高能耗工艺。这些高能耗的分离技术激发石化工业 不断探索其它替代分离技术，体现在过去 10 年中授权的大量专利（仅美国就54 项）。 截至目前的所有这些专利技术也仅仅反映了蒸馏工艺在能耗方面的不断改进。利用 块状或薄膜沸石的分离工艺主要是依靠体积排阻来实现分子的物理分离。然而，对 于许多重要的商业碳氢化合物的分离来说，仅仅依靠体积排阻是不够的，因为这些 化合物中包含着沸点和体积相似的不同分子。该项目研究小组意识到，可以通过改 善沸石的吸附特性，改变扩散分子与沸石结构内孔及外表面的交互作用，以提升沸 石的选择性。 该项目的重点是对可以明显提升碳氢化合物分离能效、可以商业化的沸石进行 表面和骨架改良。研究小组将聚焦于从支链烃中分离直链烃，特别是从碳五馏分中 分离异戊二烯。此外，该项目的研究结果也提供基础知识支撑，使该技术能够应用 于其它碳氢化合物、化学制品的分离。 2.5.2 目标与意义 该项目的目标是开发新型改良沸石，用于碳氢化合物馏分中的异戊二烯和其它 类似烯烃的基于吸附的高能效分离。该项目的研究成果将为未来吸附剂、膜分离材 料以及择形催化剂的进一步发展提供使能技术。 本项目开发的技术应用于 C2-C5 碳氢化合物的分离，将为国家和工业带来以下 潜在收益：（1）可以使美国碳氢化合物的分离能耗降低7.8% ；（2 ）每年可以节省能 量约 39×1012 Btu ；（3 ）减少挥发性有机化合物、二氧化碳、一氧化碳和氮氧化合物 1 请参看《科学研究动态监测快报——先进制造与新材料科技专辑》2007 年第 10 期（总第 32 期） 2 /industry/imf/pdfs/1779_novelmodifiedzeolites.pdf （NO ）等。 x 本项目开发的技术将提高异戊二烯的生产效率及其它碳氢化合物的分离效