分子篩的研究現(xiàn)狀及新興趨勢的可視化

周君立 吳春篤 戴競

摘 要：應(yīng)用信息可視化軟件CiteSpace V及其輔助工具VOSviewer對分子篩領(lǐng)域的27519篇SCI英文文獻(xiàn)進(jìn)行分析，結(jié)合Web of Science（WOS）核心集中的SCI E，SSCI，CPCI S數(shù)據(jù)源，時(shí)間跨度為2000—2019年，研究了全球范圍內(nèi)相應(yīng)文獻(xiàn)的時(shí)空分布。基于文獻(xiàn)計(jì)量和統(tǒng)計(jì)分析，生成了相應(yīng)的期刊共被引知識圖譜、作者合作知識圖譜、作者共被引知識圖譜、關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜以及參考文獻(xiàn)共被引知識圖譜，分析并得出分子篩領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀與新興趨勢。結(jié)果表明：在世界范圍內(nèi)，該領(lǐng)域近9 a來的研究熱度逐年攀升，高產(chǎn)期刊和高被引期刊均為Microporous and Mesoporous Materials，中美2國是開展分子篩研究的主要國家，分子篩領(lǐng)域的高產(chǎn)研究機(jī)構(gòu)為中國科學(xué)院。同時(shí)，還總結(jié)了分子篩領(lǐng)域的主要研究團(tuán)隊(duì)和高影響力學(xué)者。通過對近10 a文獻(xiàn)關(guān)鍵詞的共現(xiàn)分析和參考文獻(xiàn)的共被引分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：納米微孔沸石的催化機(jī)理與應(yīng)用和分子篩對氣體吸附分離性能的分析是當(dāng)今國際上該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，分子篩金屬骨架的改性對催化性能的影響和分子篩在生物質(zhì)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用是目前國際研究的新興趨勢。

關(guān)鍵詞：材料科學(xué);分子篩;CiteSpace;可視化分析;文獻(xiàn)計(jì)量;知識圖譜

中圖分類號：TB 333 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2019.0422 ? 文章編號：1672-9315（2019）04-0720-08

Abstract：The information visualization software CiteSpace V and its assistant tool VOSviewer were used to analyze 27519 English documents of SCI in the field of molecular sieve.With the SCI E，SSCI，CPCI S data source in the core of WOS（Web of Science）in mind，the spatio temporal distribution of the corresponding documents around the whole world was investigated 2000—2019 with the time span being.Based on the bibliometrics and statistical analysis，the corresponding periodical co citation map，the author’s cooperative map，the author’s co cited map，the key words co occurrence map and the reference literature map were generated.The research status and new trend formula of molecular sieves were analyzed and obtained.The results show that the research heat in this field has been increasing year by year in the past nine years;both the most productive journal and the most highly cited journal are Microporous and Mesoporous Materials.China and the United States are the major countries engaged in molecular sieve research，and the most productive institution in this field is Chinese Academy of Sciences.And the article also introduced the main research teams and the influential scholars engaged in molecular sieve research.From the co occurrence analysis of key words and the co citation analysis of references in recent ten years’literature，we can see that the catalytic mechanism and application of nanoscale zeolites and the analysis of the gas adsorption by zeolites are the focus of international research field，the influence of organometallic frameworks on the catalytic performance of molecular sieves and application of molecular sieve in biomass research are the emerging trends in current research.

Key words：material science;molecular sieve;CiteSpace;visualization analysis;bibliometrics;knowledge map

0 引 言

分子篩，又名沸石或沸石分子篩，是一類具有選擇性吸附功能的水合硅鋁酸鹽材料，其化學(xué)通式為[M1（Ⅰ），M2（Ⅱ）]·Al2O3·aSiO2·bH2O，其中M1（Ⅰ）和M2（Ⅱ）均為可交換的金屬陽離子，離子價(jià)態(tài)分別為1價(jià)和2價(jià)，a是值大于2的負(fù)離子骨架硅鋁比，b為水分子摩爾數(shù)[1]。分子篩的科學(xué)研究起步于19世紀(jì)的歐洲，20世紀(jì)60年代后開始步入工業(yè)化應(yīng)用階段，90年代以來分子篩的研究發(fā)展迅猛，其作為吸附劑、催化劑載體、催化劑、化學(xué)合成劑等各類功能材料，被廣泛應(yīng)用于社會生產(chǎn)與研究的各個(gè)方面。進(jìn)入21世紀(jì)后，分子篩的研究愈發(fā)受到世界各國學(xué)者的關(guān)注。

分子篩具有大量的微孔結(jié)構(gòu)，孔徑均一且規(guī)則分布[2]。因此，分子篩可吸附分子動力學(xué)直徑小于篩孔的分子，并且排斥其他分子，從而實(shí)現(xiàn)篩選分離作用。目前，常用的分子篩包括A型、Y型和X型，孔徑范圍介于0.3～1 nm之間，其特征包括分子選擇性、離子交換性、化學(xué)催化性和反應(yīng)高效性等。目前，分子篩的研究正逐步邁向一門獨(dú)立的學(xué)科，所研究的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、合成及應(yīng)用等諸多層次，打破了傳統(tǒng)學(xué)科分支的界限。世界范圍內(nèi)已有眾多學(xué)者對分子篩材料展開了不同層次的探索，例如：Rungta，Meha等探究了碳分子篩結(jié)構(gòu)與其篩分性能的關(guān)系，并對分子篩結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)地闡述[3];Yamane，Yasuyuki等通過電解技術(shù)合成碳分子篩，并對其電解合成原理作出了完整的論敘[4];此外，2012年，Lin，Christopher C H等重點(diǎn)介紹了沸石領(lǐng)域中3個(gè)快速發(fā)展的研究方向：吸附分離、分子篩納米材料和催化應(yīng)用，該文通過對相應(yīng)研究文獻(xiàn)的總結(jié)論述了分子篩的應(yīng)用演變[5]。

分子篩研究領(lǐng)域可視化分析工作的重要性不言而喻，這有助于揭示分子篩領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢。綜上所述，本研究結(jié)合Web of Science 數(shù)據(jù)源SCI核心期刊，運(yùn)用可視化軟件CiteSpace V及其輔助分析工具VOSviewer，生成了期刊共被引知識譜圖、國家及機(jī)構(gòu)合作知識譜圖、作者合作與共被引譜圖、近十年的關(guān)鍵詞共現(xiàn)譜圖和參考文獻(xiàn)共被引譜圖，更分析了國際上2010—2019年期間的關(guān)鍵詞與參考文獻(xiàn)的突發(fā)強(qiáng)度，以此總結(jié)出相對客觀的研究結(jié)論，以供該領(lǐng)域?qū)W者參考。

1 數(shù)據(jù)來源和研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

研究工作基于Web of Science 數(shù)據(jù)源SCI E，SSCI，CPCI S核心期刊，時(shí)間跨距為2000—2019年，以“Molecular* sieve*” OR “Zeolite*”O(jiān)R “Zeolum*”為檢索詞開展標(biāo)題檢索，并且選取“Article”為文章類型，以此為依據(jù)檢索有關(guān)分子篩研究的文獻(xiàn)共25 090篇。另外，就具體分子篩類型而言，目前國際上常用的分子篩研究材料有7種，分別為3A，4A，5A，10X，13X，ZSM 5，ZSM 11，考慮到上述分子篩型號也可以指代其他研究領(lǐng)域的有關(guān)代號。本研究又以“3A”O(jiān)R“4A”O(jiān)R“5A”O(jiān)R“10X”O(jiān)R“13X”O(jiān)R“ZSM 5”O(jiān)R“ZSM 11”NOT（“Molecular* sieve*”O(jiān)R“Zeolite*”O(jiān)R“Zeolum*”）為檢索詞進(jìn)行了topic檢索。經(jīng)“Article”文章選型，共檢索到7 250篇文獻(xiàn)，經(jīng)手動剔除無關(guān)記錄后，其中僅有2429篇文章與分子篩有關(guān)。因此，總共檢索到關(guān)于分子篩研究的文獻(xiàn)27 519篇，時(shí)間為2019年4月10日。文獻(xiàn)下載題錄包括標(biāo)題、作者、摘要、關(guān)鍵詞、出版物和參考文獻(xiàn)等。

1.2 研究方法

基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和文獻(xiàn)計(jì)量法，結(jié)合知識圖譜來呈現(xiàn)分子篩領(lǐng)域的有關(guān)研究工作。CiteSpace和VOSviewer均為信息可視化分析軟件，其中CiteSpace由國際著名學(xué)者陳超美教授等人開發(fā)而成[6]，VOSviewer由荷蘭萊頓大學(xué)開發(fā)[7]，二者相輔相成。研究者可通過分析CiteSpace與VOSviewer生成的作者合作、參考文獻(xiàn)共被引等圖譜對相應(yīng)領(lǐng)域時(shí)空分布的研究現(xiàn)狀、熱點(diǎn)、前沿和未來趨勢進(jìn)行精確、客觀的總結(jié)和展示。

2 文獻(xiàn)分析

2.1 年度論文分布情況

基于Web of Science 數(shù)據(jù)源SCI核心期刊年度分布情況，不難發(fā)現(xiàn)，自進(jìn)入21世紀(jì)以來，出版物數(shù)量呈現(xiàn)出整體上升的趨勢，如圖1所示。在2000—2009年期間，2004年和2005年的出版物柱狀圖較為突兀，文獻(xiàn)出版數(shù)呈現(xiàn)出“幾”型分布。而在過去的9年期間，有關(guān)分子篩研究的發(fā)文數(shù)逐年增長，特別是近3年的年文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)均超過了1800份，這一現(xiàn)象也說明了近年來分子篩的研究工作得到了越來越多學(xué)者的關(guān)注。

2.3 期刊分析

通過分析Web of Science 數(shù)據(jù)源SCI期刊發(fā)文數(shù)可知，共有1 523個(gè)期刊出版過分子篩研究的論文。其中，Microporous and Mesoporous Materials發(fā)文數(shù)排名第一，共2 154篇，占比7.83%.緊隨其后的期刊排序?yàn)锳pplied Catalysis A：General（731）、Journal of Physical Chemistry C（698）和Studies in Surface Science and Catalysis（567）。前8名中的其余4名為：Journal of Catalysis（536）、Catalysis Today（527）、Industrial Engineering Chemistry Research（448）和Journal of Molecular Catalysis A：Chemical（393）。此外，結(jié)合CiteSpace創(chuàng)建了期刊共被引知識圖譜來分析該領(lǐng)域的高影響力期刊。如圖2所示，節(jié)點(diǎn)大小表示期刊被引頻率。不難發(fā)現(xiàn)，被引次數(shù)最多的期刊為Microporous and Mesoporous Materials（15 496次），其次為Journal of the American Chemical Society（12 701次）、Journal of Catalysis（12 505次）和Journal of Physical Chemistry b（10 497次）。

2.3 國家和機(jī)構(gòu)分析

通過分析Web of Science 數(shù)據(jù)源SCI發(fā)文的國家/地區(qū)分布圖可知，中國學(xué)者于2000—2019年間在分子篩研究領(lǐng)域發(fā)文踴躍，SCI共發(fā)文6 720篇，占比24.4%;發(fā)文量第二的是美國，共3 522篇。由此可知，中美2國為開展分子篩領(lǐng)域研究的重要地區(qū)，日本（2 288）、法國（1 692）、德國（1 645）、印度（1 446）、西班牙（1 427）的發(fā)文量分列3～7位。另外，研究通過地理信息系統(tǒng)軟件BIGEMAP生成了論文國際地理分布圖，如圖3所示。結(jié)合該圖可知，東亞、北美、西歐為3大分子篩研究密集區(qū)，研究地區(qū)維度差異較為明顯，該現(xiàn)象可推斷：頻繁的材料應(yīng)用、密切的科研合作和發(fā)達(dá)的經(jīng)濟(jì)水平可較好地促進(jìn)國家/地區(qū)開展分子篩研究工作。此外，南亞、東非、中東部分地區(qū)和澳洲的分子篩研究工作也值得關(guān)注。

通過分析Web of Science數(shù)據(jù)源SCI的機(jī)構(gòu)發(fā)文數(shù)可發(fā)現(xiàn)，中國科學(xué)院（Chinese Academy of Science）位居榜首，該機(jī)構(gòu)的發(fā)文數(shù)多達(dá)1 275篇。隨后的4個(gè)機(jī)構(gòu)分別為法國科學(xué)研究中心（1 192篇）、西班牙國家研究委員會（678篇）、俄羅斯科學(xué)院（593篇）以及印度科學(xué)工業(yè)研究會（577篇）。

2.4 作者分析

通過分析Web of Science 數(shù)據(jù)源SCI發(fā)文的作者分布情況可知，就發(fā)文量而言，分子篩研究中發(fā)文最多的作者是Corma A（247篇）和Wang Y（203篇），隨后為Cejka J，Wang J和Wang L.該研究通過VOSviewer建立了作者合作知識圖譜，根據(jù)圖4，節(jié)點(diǎn)的尺寸代表了作者被引頻率。不難發(fā)現(xiàn)，Corma A，Breck Dw，Barrer Rm，Davis Me和Camblor Ma均位于分子篩研究領(lǐng)域中作者被引頻率最高之列。

從圖5可知，高產(chǎn)作者之間存在著一定的合作聯(lián)系，該領(lǐng)域的主要科研團(tuán)隊(duì)也顯而易見，例如Corma avelino團(tuán)隊(duì)，Perez ramirez javier，Sano tsuneji團(tuán)隊(duì)，Cejka jirl，tsapatsis michael團(tuán)隊(duì)，Deng feng團(tuán)隊(duì)，Xiao fengshou團(tuán)隊(duì)等。與此同時(shí)，更結(jié)合CiteSpace創(chuàng)建了作者共被引知識圖譜，從而找出了該領(lǐng)域內(nèi)的權(quán)威作者。這有助于研究人員深入開展信息收集工作。

2.5 關(guān)鍵詞分析

針對早期文獻(xiàn)的部分關(guān)鍵詞可能出現(xiàn)高頻次引用現(xiàn)象，選用了近10 a的Web of Science核心文獻(xiàn)來開展關(guān)鍵詞分析，以提高分子篩領(lǐng)域前沿性分析的客觀性和精確性。圖6為分子篩相關(guān)文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜，其跨度為2010—2019年，檢索日期仍為2019年4月10日，共15 167篇文獻(xiàn)。在圖6中，節(jié)點(diǎn)尺寸代表中心頻次（CF）。節(jié)點(diǎn)越大，表明關(guān)鍵詞出現(xiàn)愈加頻繁，該詞越受關(guān)注。此外，高度中介中心度（BC）節(jié)點(diǎn)是聯(lián)系其他多個(gè)節(jié)點(diǎn)的“紐帶”，充當(dāng)著橋梁的作用[8]。不難發(fā)現(xiàn)，既具有高現(xiàn)頻次又具有高中介中心性的節(jié)點(diǎn)常為研究聚焦點(diǎn)。分析圖像之前，需剔除對關(guān)鍵詞分析意義不大的節(jié)點(diǎn)（如：zeolite，molecular sieve等），而后進(jìn)行節(jié)點(diǎn)排序，最終發(fā)現(xiàn)：分子篩研究領(lǐng)域高影響力關(guān)鍵詞包括adsorption，catalyst，mechanism，performance，nanoscale，gas sorption，按照頻次×中心度排序，其值依次為610.25，160.28，138.24，12460，28.98，25.72.因此，從關(guān)鍵詞的角度分析，當(dāng)前該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)集中于納米微孔沸石的催化機(jī)理及其應(yīng)用和分子篩的氣體吸附性能研究。

除突發(fā)的關(guān)鍵詞外，CiteSpace也可用于研究具體聚焦點(diǎn)的突發(fā)強(qiáng)度與突發(fā)過程。表1列敘了分子篩研究領(lǐng)域中突發(fā)強(qiáng)度排名前10的關(guān)鍵詞。突發(fā)快且突發(fā)性強(qiáng)的關(guān)鍵詞代表著一定時(shí)期一定研究方向的迅速聚焦。因而，“modified”“metal organic framework”和“bioma”均可視作有意義的關(guān)鍵詞，其余關(guān)鍵詞則用于輔助性參考，并初步推斷分子篩金屬骨架的改性對催化性能的影響和分子篩在生物質(zhì)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用是目前分子篩研究領(lǐng)域的新興趨勢。

2.6 參考文獻(xiàn)分析

與關(guān)鍵詞分析相類比，在此次研究中，早期發(fā)文的部分參考文獻(xiàn)亦會出現(xiàn)高頻次引用的現(xiàn)象。因此，同樣選用近10 a來的Web of Science核心文獻(xiàn)來開展參考文獻(xiàn)分析。圖7為參考文獻(xiàn)的共被引知識圖譜，時(shí)間跨距為2010—2019年。

表2統(tǒng)計(jì)了若干CF×BC值前列的參考文獻(xiàn)，按照CF×BC值排序，首先是Choi M等發(fā)表的論文，該文介紹了一種厚度為2 nm單晶胞納米微孔沸石（MFI）的合成方法，該法可提高分子篩的催化效率，并延長催化劑的使用壽命[9]。其二是Olsbye U等報(bào)道了在甲醇-烴的催化轉(zhuǎn)化過程中，納米微孔沸石的孔徑和尺寸對催化選擇性的影響機(jī)理[10]。而后，Perez ramirez J等論敘了分子篩研究的發(fā)展歷程，并指出了材料設(shè)計(jì)的進(jìn)步可提升納米微孔晶體在催化方面的利用率[11]。Moller K等概述了沸石中納米微孔體系的各種開發(fā)策略，更揭示了沸石孔徑尺寸對催化和吸附功能的影響機(jī)[12]理。此外，Tian P等發(fā)表的論文，該文以制烴催化劑為切入點(diǎn)，主要探討了甲醇制取烯烴（MTO）的演變歷程，并就納米微孔沸石改性開發(fā)新型高效的催化劑作出了探討[13]。除了上述文獻(xiàn)，其余CF×BC值較高的論文也需引起重視，Verboekend D等介紹了分級的納米沸石催化劑的設(shè)計(jì)，指出了堿處理是優(yōu)質(zhì)沸石催化劑改性的關(guān)鍵步驟[14]。Kim J等則對甲醇-烴的轉(zhuǎn)化過程進(jìn)行了探討，論述了MFI型分子篩的微孔隙率對催化性能的影響[15]。Roth Wj等綜合了2014年以前二維分子篩領(lǐng)域的研究成果，并對二維和三維分子篩的相互轉(zhuǎn)換進(jìn)行了探討，指出了分子篩在氣體吸附研究領(lǐng)域的挑戰(zhàn)和機(jī)遇[16]。此外，Chal R等就納米微孔沸石和中孔沸石的合成策略進(jìn)行了概括，針對分子篩在工業(yè)煉油產(chǎn)業(yè)中的催化應(yīng)用展開了探討[17]。Brandenberger S等對分子篩選擇性吸附分離氨氮與NOx的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了概述與總結(jié)。綜合上述研究，CF×BC值排名前10篇的論文分別從多個(gè)方面介紹了分子篩的研究。不難發(fā)現(xiàn)，其中8篇論文內(nèi)容均與納米微孔沸石的催化機(jī)理和應(yīng)用有關(guān)，另有2篇論文涉及到分子篩的氣體吸附性能研究[18]。關(guān)鍵詞“adsorption”“catalyst”“mechanism”“performance”“nanoscale”和“gas sorption”剛好與之對應(yīng)，由此論證了當(dāng)前分子篩領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)為：納米微孔沸石的催化機(jī)理及其應(yīng)用和分子篩的氣體吸附性能研究。

CiteSpace可用于探索突發(fā)參考文獻(xiàn)，還能研究它們的突發(fā)強(qiáng)度與突發(fā)歷史。表3列敘了若干突發(fā)參考文獻(xiàn)。度量新興趨勢的一個(gè)重要因素就是近期突發(fā)的文獻(xiàn)。由此，結(jié)合文獻(xiàn)的突發(fā)歷史，最應(yīng)注意的為Tian P等發(fā)表的論文，該文以烯烴制取過程所需要的沸石催化劑為切入點(diǎn)，主要研究了甲醇制取烯烴（MTO）從理論基礎(chǔ)到商業(yè)化的過程，針對納米微孔沸石的金屬骨架改性，以求開發(fā)出一種新型高效的催化劑[13]。其次，Thommes M等基于1985年發(fā)布的IUPAC（國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會）技術(shù)報(bào)告，對分子篩領(lǐng)域中的氣體吸附和金屬有機(jī)骨架改性研究進(jìn)行了準(zhǔn)確而全面的分析[19]。而后，Rahimi N等人對ZSM 5的金屬有機(jī)骨架進(jìn)行了改性，并對其催化選擇性進(jìn)行了集中探討，總結(jié)得出利用改性ZSM 5沸石催化裂解重?zé)N生產(chǎn)輕質(zhì)烯烴的各類方法[20]。最后一篇為Ennaert T等撰寫的論文，該文集中地探討了分子篩在生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化方面的潛力和挑戰(zhàn)，更對沸石微孔結(jié)構(gòu)在液相中的穩(wěn)定性進(jìn)行了討論[21]。綜上所述，突發(fā)強(qiáng)度排名前10的參考文獻(xiàn)中，共有4篇參考文獻(xiàn)兼具高強(qiáng)度突發(fā)性和較近的突發(fā)歷史，其中3篇涉及分子篩的金屬骨架改性研究對催化性的影響，1篇涉及分子篩在生物質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用，關(guān)鍵詞“modified”“metal organic framework”和“bioma”剛好與高強(qiáng)度突發(fā)性的文獻(xiàn)相呼應(yīng)，進(jìn)而明確了分子篩研究的新興趨勢：分子篩金屬骨架的改性對催化性能的影響和分子篩在生物質(zhì)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用。

3 討論

3.1 研究熱點(diǎn)

3.1.1 納米微孔沸石的催化機(jī)理及其應(yīng)用

通過對2010—2019年期間分子篩SCI發(fā)文相關(guān)要素的CF×BC值的進(jìn)行排序，總結(jié)出了分子篩領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。如前文所述，納米微孔沸石的催化機(jī)理及其應(yīng)用備受重視。首先，就其催化機(jī)理而言，納米微孔沸石基于其較大的晶體比表面積以及較高的晶內(nèi)擴(kuò)散速率，在提高催化劑的利用率、促進(jìn)大分子的轉(zhuǎn)化效率、減緩深度反應(yīng)和提升催化選擇性等方面均顯示出一定的優(yōu)越性[22-25]。另就其結(jié)構(gòu)對分子篩的催化機(jī)理進(jìn)行分析，可知納米微孔沸石具有更為獨(dú)特的完整晶體結(jié)構(gòu)，不同類別的納米微孔沸石各具有特定的孔道尺寸、形狀結(jié)構(gòu)。與此同時(shí)，大多數(shù)的納米沸石催化劑表面均具有較強(qiáng)的酸位點(diǎn)中心，結(jié)合晶孔內(nèi)強(qiáng)大的庫倫場極化作用，使得其催化性能明顯高于其他催化劑。通過進(jìn)一步推斷得知，當(dāng)納米微孔沸石表面發(fā)生多相催化反應(yīng)時(shí)，其催化活性受到沸石晶孔大小和形狀的控制，這一獨(dú)特的擇形催化性能也充分地體現(xiàn)了分子篩在催化領(lǐng)域的強(qiáng)大生命力。其次，在納米微孔沸石的應(yīng)用方面，該材料在催化、吸附分離、光導(dǎo)材料等領(lǐng)域都能發(fā)揮出良好的作用?？梢怨烙?jì)，伴隨著納米微孔沸石技術(shù)的不斷成熟，相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)必將迎來進(jìn)一步的發(fā)展。

3.1.2 分子篩對氣體的吸附分離性能分析

沸石分子篩的吸附性基于其結(jié)構(gòu)特征，材料內(nèi)部孔徑均勻。分子篩可對不同氣體實(shí)現(xiàn)吸附分離作用。近年來，隨著分子篩材料合成技術(shù)的逐漸成熟，沸石吸附技術(shù)也得到了相應(yīng)地發(fā)展。因此，以分子篩作為吸附劑來吸附分離氣體具有很好的應(yīng)用前景，分子篩在混合二甲苯的分離、O2制取以及提高汽油的辛烷值等方面均有不同程度的工業(yè)應(yīng)用。此外，更有越來越多的學(xué)者投身到該材料的實(shí)驗(yàn)研究中。不難發(fā)現(xiàn)，由于世界范圍內(nèi)對于分子篩性能開發(fā)的日益重視和氣體吸附分離的復(fù)雜性，分子篩對氣體的吸附分離將進(jìn)一步受到科研工作者的重視。

3.2 新興趨勢

3.2.1 分子篩金屬骨架的改性對催化性能的影響

結(jié)合關(guān)鍵詞和參考文獻(xiàn)突發(fā)強(qiáng)度以及突發(fā)歷史對分子篩研究進(jìn)行分析。結(jié)果表明：金屬有機(jī)骨架對分子篩催化性能的影響是目前的新興趨勢。分子篩骨架元素是決定其性質(zhì)的基本因素，其影響主要?dú)w納如下：①骨架脫鋁或脫鋁補(bǔ)硅，例如對HZSM 5沸石進(jìn)行選擇性脫鋁改性可有效促進(jìn)丁烯向丙烯的催化轉(zhuǎn)化;②骨架雜原子改性，目前分子篩骨架改性已拓展到Fe，Cr，V，Sn，Ti和B等多種元素。比如，通過在Zn / HZSM 5分子篩中加入Fe和Pt元素可加快丙烷的脫氫芳構(gòu)化催化速率。

3.2.2 分子篩在生物質(zhì)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

近年來，隨著化石燃料的快速消耗，生物質(zhì)能源的開發(fā)逐漸成為了越來越多學(xué)者的科研呼聲。分子篩作為一種性能優(yōu)異的催化材料，在其中發(fā)揮著不可替代的作用?，F(xiàn)有研究表明，沸石催化劑的設(shè)計(jì)開發(fā)可有效地促進(jìn)生物質(zhì)的燃料轉(zhuǎn)化率和生物基藥品的產(chǎn)生率。不難發(fā)現(xiàn)，由于生物質(zhì)能源愈發(fā)受到世界各國的重視以及分子篩的獨(dú)特催化功能，分子篩在生物質(zhì)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用在未來幾年仍將受到持續(xù)關(guān)注。

4 結(jié) 論

1）研究工作基于文獻(xiàn)計(jì)量與統(tǒng)計(jì)分析，首次將信息可視化軟件CiteSpace V及其輔助工具VOSviewer應(yīng)用至分子篩研究領(lǐng)域的現(xiàn)狀分析。

2）總結(jié)了分子篩領(lǐng)域的主要研究團(tuán)隊(duì)和高影響力學(xué)者，且高產(chǎn)作者之間存在著一定的合作聯(lián)系，特別是近3 a的年出版物數(shù)量均超過了1 800份，這一現(xiàn)象也進(jìn)一步說明了近年來分子篩的研究工作得到了越來越多學(xué)者的關(guān)注。

3）通過近10 a文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析和參考文獻(xiàn)的共被引分析，篩選出了CF×BC值排名前10的高中介中心性文獻(xiàn)和4篇突發(fā)性文獻(xiàn)，由此得知：納米微孔沸石的催化機(jī)理和應(yīng)用以及分子篩對氣體吸附分離性能的分析是當(dāng)今國際上該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，分子篩金屬骨架的改性對催化性能的影響和分子篩在生物質(zhì)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用是目前國際研究的新興趨勢。

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