據中國科技信息網2007年8月14日訊 未來工業材料（Industrial Materials for the Future，IMF）研究計劃是美國能源部能效與可再生能源辦公室（EERE）的工業技術計劃（Industrial Technologies Program，ITP）的一項子計劃，于2000年由美國能源部工業技術辦公室（DOE’s Office of Industrial Technologies，OIT）的“先進工業材料（Advanced Industrial Materials，AIM）”和“連續纖維陶瓷復合材料（Continuous Fiber Ceramic Composites，CFCC）” 兩個計劃合并而成。
　　IMF的使命是引領全國的工作，研究、設計、開發、制造和測試新型和改良材料，同時積極探索對現有材料的更為有效的利用，提升工業生產和制造過程的能源效率，滿足未來美國工業對更強、更輕且抗高溫疲勞、抗腐蝕、抗磨損等性能更加優良的材料的需求。IMF重點關注以下四個領域并優先開展相關研究：（1）抗衰退材料（材料開發與生產、涂層與表面改善、耐火材料）；（2）熱物理學數據庫與模型；（3）分離材料；（4）工程應用材料。
　　2005年，IMF開展的課題研究多達25項，結題12項。這25項課題分布于以下4個領域：（1）抗衰退材料（14項）：先進生產與涂料、超硬材料、金屬灰化預防；（2）能源系統材料（6項）：耐火材料、能量回收材料；（3）分離材料（1項）：薄膜、沸石、過濾材料；（4）熱物理學數據庫與模型（3項）：衰退預測、轉化與動力學建模及仿真。
　　其中，“用于碳氫化合物高能效分離的新型改良沸石”是IMF的2006年結題項目。
　　1、研究背景
　　目前，C2-C5碳氫化合物的主流分離技術是萃取蒸餾和低溫蒸餾。低溫C2-C5蒸餾是一種不可再生且有害環境的高能耗工藝。這些高能耗的分離技術激發石化工業不斷探索其它替代分離技術，體現在過去10年中授權的大量專利（僅美國就54項）。截至目前的所有這些專利技術也僅僅反映了蒸餾工藝在能耗方面的不斷改進。利用塊狀或薄膜沸石的分離工藝主要是依靠體積排阻來實現分子的物理分離。然而，對于許多重要的商業碳氫化合物的分離來說，僅僅依靠體積排阻是不夠的，因為這些化合物中包含著沸點和體積相似的不同分子。該項目研究小組意識到，可以通過改善沸石的吸附特性，改變擴散分子與沸石結構內孔及外表面的交互作用，以提升沸石的選擇性。
　　2、目標與意義
　　該項目的目標是開發新型改良沸石，用于碳氫化合物餾分中的異戊二烯和其它類似烯烴的基于吸附的高能效分離。該項目的研究成果將為未來吸附劑、膜分離材料以及擇形催化劑的進一步發展提供使能技術。
　　本項目開發的技術應用于C2-C5碳氫化合物的分離，將為國家和工業帶來以下潛在收益：（1）可以使美國碳氫化合物的分離能耗降低7.8%；（2）每年可以節省能量約39×1012Btu；（3）減少揮發性有機化合物、二氧化碳、一氧化碳和氮氧化合物（NOx）等。
　　3、主要問題與研究方法
　　該項目需要克服的技術障礙包括：（1）提升用于工業餾分分離的改良膜的選擇性和生命周期；（2）確定沸石和積碳量的精確組合，以便更好地從異戊二烯及異戊烯中分離出n-戊烷。
    本項目將通過開展下述研究達到預期目標：（1）對現有商業沸石進行深入分析；（2）開發改良的沸石吸附劑和分離膜；（3）開展塊體沸石吸附劑和分離膜的小型引導測試；（4）進行新技術推廣應用的經濟性分析；（5）利用高溫二元和四元餾分對改良沸石分離膜進行研究。
　　4、研究成果
　　該項目的研究取得了以下成果：（1）進行了碳氫化合物的吸附/解吸試驗，為改良的FAU型和MFI型沸石分離膜的開發和優化提供了指導；（2）針對有機質吸附/分解，利用塊體碳化對沸石活性進行了鈍化；（3）通過進行NH3-TPD（Temperature Programmed Desorption，程序升溫脫附）試驗，確定了沸石的酸位失活；（4）確定質子化的MFI型沸石分離膜為最有前景的異戊二烯/n-戊烷分離材料；（5）證實了使用改良和質子化的MFI型沸石分離膜對二元混合物進行蒸餾前預處理，分離出的n-戊烷比分離出的異戊二烯多4.1%；（6）證實了用過的分離膜可以恢復最初的分離性能；（7）證實了在四元餾分中，改良的MFI型沸石分離膜對n-戊烷和1,3-戊二烯的選擇性優于對異戊二烯的選擇性，但如果異戊二烯和2-甲基-2-丁烯混合在一起，則無法將它們分離。