近日,国际分子筛协会(International Zeolite Association)正式审定并授予吉林大学于吉红院士团队研发的新型沸石分子筛JU-69(Jilin University, No.69)全新拓扑结构代码“-JSI”。至此,吉林大学团队累计拥有10种以吉大首字母“J”命名、获国际官方认证的分子筛拓扑结构,是近二十年间,全球分子筛合成领域新拓扑结构创制成果最为突出的研究团队之一。

沸石分子筛是现代工业不可或缺的重要功能材料,凭借优异的催化、吸附分离、离子交换性能,深度赋能石油化工、精细化工等关键领域。分子筛的核心价值,源于其独一无二的孔道结构。不同维度、尺寸的孔道,能够精准筛选、调控并转化分子,成为各类高端化工反应、高效物质分离的重要载体,持续推动能源、化工、环境领域的技术革新。创制全新拓扑结构分子筛,一直是分子筛领域的核心攻关方向,更是突破产业技术瓶颈、拓展材料应用边界、带动化工行业升级的关键路径。
吉林大学在该领域研究具有深厚的学术底蕴。早在20世纪70年代,徐如人先生开创了吉林大学分子筛研究,在国际上一直占有重要的学术地位。于吉红院士团队致力于无机功能材料的分子工程学研究,长期深耕分子筛材料的创制与功能应用,创新提出“理论模拟+数据挖掘+高通量实验”的定向设计合成新路线,开展晶化机理研究和高性能分子筛材料开发,成功自主创制10种拥有完全自主知识产权的“J系”新型分子筛拓扑结构,实现了我国分子筛新结构研究从跟跑到领跑的跨越。特别是稳定超大孔分子筛的创制,开创了在大分子催化和吸附分离领域新的应用前景。
2009年:合成手性磷酸铝材料MAPO-CJ40,斩获首个国际拓扑代码JRY,实现我国分子筛新结构创制零的突破;
2011年:构筑全新3元环开放骨架锗镓氧化物材料GaGeO-CJ63(JST),为国际分子筛拓扑设计提供全新思路;
2013年:合成三维交叉11元环孔道JU-64分子筛(JSR),补齐稀缺的纯奇数元环分子筛拓扑体系短板;
2021年:创制首例稳定三维16元环超大孔道硅酸铝分子筛ZEO-1(JZO),实现从无到有;
2023年:发现拓扑缩合构筑新机制,合成稳定三维超大孔纯硅分子筛ZEO-3(JZT),被誉为“分子筛合成中的点击化学”;
2026年最新突破:36元环超大孔道JU-69分子筛(JSI拓扑)问世,孔径尺寸达19.5Å×25.2Å,成功将传统沸石微孔孔径拓展至介孔区间,刷新分子筛孔道结构开发新纪录。
不止于前沿基础研究的突破,团队紧扣国家能源、环境领域重大战略需求,持续拓宽分子筛材料的应用边界,推动前沿科研落地赋能产业。在催化领域,团队创新分子筛纳米/多级孔结构调控技术,研发的新型催化材料,在甲醇制烯烃、生物质转化、绿氢制备、丙烷脱氢等重要化学反应中,展现出优异的催化效率与稳定性。在新兴功能领域,团队创新研发分子筛膜基固态电解质,成功构建一体化柔性固态电池,有效解决传统电池的安全隐患与电化学稳定性难题;首次揭示分子筛半导体特性与电荷传输机制,将分子筛应用拓展至半导体器件全新领域。系列原创性、引领性成果多次刊发于《自然》《科学》等国际顶级期刊,多款自主研发的分子筛催化剂已实现规模化量产,并在石油化工、精细化工等领域开展工业化应用。
2022年,吉林大学分子筛团队牵头联合中科院大连化物所、浙江大学,成功获批“分子筛催化材料的分子工程学”国家自然科学基金卓越研究群体项目,打造全球重要学术影响力的分子筛创新高地。
依托国家稳定科研支撑,团队持续联动国内外科研力量协同攻关,深耕分子筛科学基础研究、攻坚产业技术壁垒、推动成果转化,加快推动我国分子筛科学发展,服务国家能源化工产业高质量发展。
中国吉林网 吉刻新闻记者 殷维
图片来源 吉林大学
