介孔分子筛：提高石油转化率的“法宝”

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石油，对人们来说既熟悉又陌生。我们日常使用的汽油、柴油、煤油都是由它炼化而成的，那你知道这一吨石油能炼化出多少汽油、柴油吗？

在我国，石油一次转化成成品油的比率只有约40%，剩下相当一部分都是渣油，不仅经济价值低，还很难处理。

渣油为什么会被剩下来呢？在传统石油炼化过程中，我们都离不开一种材料，叫作微孔分子筛，石油分子只有能穿过去才能实现转化。但是，这种分子筛的筛孔很小，就好比我们用来筛面粉的筛子，面粉中的小颗粒过得去，大颗粒就留下了。石油分子就如同这些面粉颗粒，小分子过得去，大分子过不去，过不去就得不到进一步处理，白白浪费成为渣油。

2020年国家自然科学奖一等奖获得者研发了一种新型材料，可以将渣油重新转化成汽油、柴油，这就是介孔分子筛。

要想了解介孔分子筛，首先要知道什么是介孔。直径小于2纳米的孔叫作微孔，大于50纳米的叫作大孔，介于两者之间的就叫介孔。这原本的微孔变成了介孔，就相当于面粉筛变成了漏勺，筛孔变大了，渣油大分子自然就过去了。这只是第一步，接下来该怎样提高转化率呢？除了孔大，介孔分子筛还有一个显著优势就是内部空间很大，2克介孔材料完全展开能铺满一个足球场，面积可达6000平方米。

这可不是在写科幻小说，还是给你举个例子吧。我们取一块面包，它的表面积就只有外面的一圈，如果把它切开，里面就有许多小孔，每个小孔都有一定的表面积，如果有100万个小孔，它们的表面积相加，面包的总表面积就能增加约100万倍。在介孔材料如此大的表面积上，我们就可以铺满渣油分子转化所需要用到的金属催化剂。渣油大分子进入后就可以在催化剂作用下大展拳脚充分反应，最终实现华丽蜕变。

利用介孔分子筛，我国的石油转化率可以提高约一倍，听起来似乎微不足道，但相对于我国庞大的炼油工业而言，就相当于一个大庆油田一年的产量。

介孔材料独特的孔特性，不仅可以应用在石油化工领域，而且在新能源电池、电子器件、生物医药等领域也大有可为。

（作者系上海科技馆科学老师，第九届全国科普讲解大赛一等奖获得者）