使用MOF生产便宜的优质汽油

时间：2021-07-16 12:16:42 来源：

研究人员已经开发出一种新的金属有机骨架（MOF），它可能会提供一种更好，更便宜的方法来分离汽油的不同己烷分子。美国国家标准技术研究院（NIST）的测量有助于解释MOF的工作方式。

新的MOF是在加利福尼亚大学伯克利分校化学教授Jeffrey Long的实验室中创建的。MOS是一种按分子形状筛选分子的屏幕。NIST的工作表明微观孔为三角形。

辛烷净化汽油的金属氧化物通道。

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MOF的内壁像丝网中的金属丝一样布置在形成三角形通道的筛网中，该三角形通道根据其形状选择性地仅捕获低辛烷值组分。通道形状仍然允许高辛烷值分子通过。它认为，MOF可以证明比行业目前的方法便宜得多。

在加油站出售的高辛烷值汽油是特级或高级混合汽油，由于难以从石油中分离出正确的分子类型，因此比普通无铅汽油贵。汽油包括同一分子的几种稍有不同的版本，它们具有相同的分子式，但形状不同，称为异构体。生产优质燃料需要精炼厂在精确的温度下加热原料汽油，以将异构体分离为具有所需辛烷值的纯净产品。问题在于四种异构体，其中两种是高辛烷值，另两种是低得多的异构体，它们的蒸气温度点略有不同，这使整个过程既困难又昂贵。

但是，新的MOF可以通过基本捕获低辛烷值异构体同时让高辛烷值异构体通过而使精炼厂避开此问题。低辛烷值异构体的线性度更高，可以更靠近MOF壁嵌套，因此当异构体的混合物通过MOF时，不太希望的异构体会粘附在其表面上，就像湿纸粘在墙上一样。

包括来自NIST和其他几所大学的科学家在内的伯克利研究小组已在《科学》杂志上发表了研究结果。

NIST中子研究中心（NCNR）的博士后研究员Matthew Hudson和他的同事使用中子粉末衍射（一种确定分子结构的技术）来探索为什么MOF具有正确的形状来选择性分离异构体。他们的研究对于验证MOF如何吸附低辛烷值异构体的团队模型至关重要。

Hudson解释说：“与标准方法相比，辛烷值较高的异构体分离方法要容易得多，因此效率更高。而且基于所需的较低温度，它的能源消耗也大大降低，这意味着它应该更便宜。”

哈德森补充说，尽管工业科学家将需要研究如何在炼油厂中应用这一发现，但新的MOF似乎在恶劣条件下足够坚固，可以重复使用很多次，从而有可能减少石油公司的必要投资。

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汽油的辛烷值与发动机的热效率直接相关。通常较低的热效率来自较低的压缩比，或者空气燃料混合物未被压缩和致密到足以从燃料成分中提取全部能量的程度。问题既是燃料化学问题，也是工程问题。

这么直接说也许有点不礼貌，但是监管者，发动机设计者和燃料供应商并没有为解释低辛烷值压缩和低热效率导致能源浪费而认真考虑。紧紧压在这件事上，三个只会使手指指向对方。

效率的重要性被如此刻意地忽视了，这似乎很奇怪。即使是在汽油中添加乙醇，也无法为消费者带来实质性好处，但也没有讨论或解释过辛烷值提高为设计者带来的机会以及整个国家汽油经济的节省。

尽管如此，距离越来越近。如果炼油业能够采用该技术并弥补常规汽油与优质汽油的价格差距，那么更多的消费者可能会发现购买高效率发动机的方式。

通过。布莱恩·韦斯滕豪斯

原始文章：http://newenergyandfuel.com/http:/newenergyandfuel/com/2013/05/28/a-way-to-better-cheaper-premium-gasoline/